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Dissertations / Theses on the topic 'Automobiles électriques'
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Lamartinie, Elsa. "Nouvelles architectures électriques pour véhicule thermique." Lille 1, 1996. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1996/50376-1996-504.pdf.
Full textAbstract:
L'objet de cette thèse est de proposer de nouvelles architectures électriques capables de générer une puissance suffisante pour une consommation en carburant minimum. Deux solutions sont envisagées : d'une part, l'élévation de la tension du réseau, dont le coût prévisionnel est important comparé aux gains potentiels et d'autre part, une architecture 12 v à deux batteries, la première étant dédiée au démarrage et la seconde, à l'alimentation des autres charges de service.
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Porte, Maxime. "Études et caractérisations de l’arc électrique de déconnexion entre contacts de connecteurs automobiles de puissance : études de solutions pour en limiter les effets." Rennes 1, 2007. http://www.theses.fr/2007REN1S016.
Full textAbstract:
La multiplication des équipements électriques embarqués à bord du véhicule requiert de plus en plus de puissance électrique. Parce que des problèmes liés aux composants (fusibles, connecteurs) persistent, la conception d’architecture 42VDC est aujourd’hui à l’état de veille. Cette étude aborde les phénomènes pouvant compromettre la fiabilité de la connectique tels que le phénomène d’endommagement par arc électrique, l’échauffement sous conduction et l’usure sous vibration. Il apparaît à travers les caractérisations des arcs sur domaine de puissance atteignant 1. 4kW (inductif), que les énergies des arcs 14V pouvaient être comparables aux énergies des arcs 42V. Deux concepts de connecteurs résistants à l’arc sont mis en œuvre: le connecteur muni d’un dispositif de soufflage magnétique et le connecteur muni de terminaux avec couche résistive. Pour ces deux solutions, un dimensionnement des paramètres constitutifs est mené ainsi qu’une étude sur les limites en tension et en courantThe multiplication of the electrical functions aboard vehicles requires increasing electrical power. Due to persisting problems of the electronic and devices (fuses, connectors, relays), the conception of a 42VDC architecture is in stand by. This manuscript reports the phenomena on connector reliability as the electrical arc during a disconnection under voltage, overheating during current conduction and wear during vibration. It appears through the characterisations of arcs on the electrical power domain reaching 1. 4kW (14V, 100A, inductive), that the 14VDC arcs could be as damaging as the 42VDC arcs. Two concepts of “arc resistant” connectors are implemented: the connector provided with a magnetic blowing device and the connector provided with a resistive film. For theses concepts, the rating of the constitutive parameters, the study on the validity and voltage and current limits are carried out
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Bordegaray, Céline. "Comportement dynamique des directions assistées électriques automobiles : théorie et expérimentation." Lyon, INSA, 2007. http://www.theses.fr/2007ISAL0007.
Full textAbstract:
Cette étude a pour objectif de comprendre et simuler le comportement dynamique des directions assistées électriques (DAE) afin de réduire les nuisances sonores et vibratoires générées par ce mécanisme. Un modèle d’ensemble est développé pour permettre des simulations en régime transitoire. L’accent est mis sur la modélisation des deux engrenages pouvant être responsables des nuisances observées. Les modèles mis au point rendent compte du comportement dynamique transitoire : les modèles d’engrenages sont non linéaires et intègrent le jeu d’engrènement. Une partie expérimentale menée conjointement avec l’approche théorique permet de valider et recaler les modèles des deux engrenages. Les codeurs optiques permettent des mesures de rotations précises. L’influence des erreurs de montage et de la température sur le comportement dynamique de l’engrenage roue et vis sans fin est étudiée et la propagation des vibrations dans le système complet soumis à une rotation du volant est analyséeThe aim of the study is to understand and determine the dynamic behavior of electric power steering systems (EPS) in order to decrease noise and vibrations in the system. A global model of EPS is useful to achieve this goal: dynamic models of gears (worm gear and rack and pinion) are developed. Those models are non linear and take into account backlash. Some tests are carried out to correlate and validate those models. Encoders are used to measure precisely gears rotations. The influence of assembly errors and temperature on the dynamic behavior of worm gears is studied. An analysis of the propagation of vibrations in the system which is submitted to rotation of the steering wheel is made
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Codani, Paul. "Integration des véhicules électriques dans les réseaux électriques : Modèles d’affaire et contraintes techniques pour constructeurs automobiles." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLC073/document.
Full textAbstract:
Les ventes de Véhicules Électriques (VE) ont fortement augmenté ces dernières années. Si les processus de charge de ces VE ne sont pas gérés de manière intelligente, ils risquent de surcharger les réseaux électriques. Inversement, les VE pourraient représenter une opportunité pour ces réseaux en tant qu'unités de stockage distribuées.Cette thèse se propose d’étudier l’intégration intelligente des véhicules rechargeables dans les réseaux électriques d’un point de vue technique, réglementaire et économique. Dans un premier temps, le cadre général nécessaire au développement de ces solutions est passé en revue : les domaines d’application et scenarios de référence sont décrits, les acteurs principaux listés, et les défis principaux analysés.Ensuite, l’accent est mis sur les services système, et plus particulièrement sur le réglage de fréquence. Les conditions règlementaires permettant la participation d’une flotte de véhicules électriques à ce service sont étudiées à partir d’une revue des règles de gestionnaires de réseau de transport existants. De nombreuses simulations techniques et économiques sont réalisées, pour différentes règles de marché.Les services réseau locaux sont ensuite considères. Un éco-quartier est modélisé : il comprend différentes unités de consommation et des sources de production distribuées. Un gestionnaire énergétique local est proposé : son rôle est de contrôler les taux de charge / décharge des véhicules électriques de l’éco-quartier dans l’objectif de limiter les surcharges subies par le transformateur électrique de l’éco-quartier. Des conséquences économiques sont tirées des résultats techniques.Enfin, des résultats expérimentaux sont présentés. Le comportement de deux VE est analysé, dont un dispose de capacités bidirectionnelles. Les preuves de concept expérimentales confirment les capacités théoriques des véhicules électriques : il s’agit d’unités à temps de réponse très court (même en considérant l’architecture TIC complète) et ils sont capables de réagir à des signaux réseau très précisémentElectric vehicles (EVs) penetration has been rapidly increasing during the last few years. If not managed properly, the charging process of EVs could jeopardize electric grid operations. On the other hand, Grid Integrated Vehicles (GIVs), i.e. vehicles whose charging and discharging patterns are smartly controlled, could turn into valuable assets for the electrical grids as distributed storage units.In this thesis, GIVs are studied from a technical, regulatory, and economics perspectives. First, the general framework for a smart grid integration of EVs is reviewed: application areas and benchmark scenarios are described, the main actors are listed, and the most important challenges are analyzed.Then, the emphasis is put on system wide services, and more particularly on frequency control mechanisms. The regulatory conditions enabling the participation of GIV fleets to this service are studied based on an intensive survey of existing transmission system operator rules. Several economics and technical simulations are performed for various market designs.Then, local grid services are investigated. A representative eco-district is modeled, considering various consumption units and distributed generation. A local energy management system is proposed; it is responsible for controlling the charging / discharging patterns of the GIVs which are located in the district in order to mitigate the overloading conditions of the eco-district transformer. Economic consequences are derived from this technical analysis.At last, some experimental results are presented. They show the behavior of two GIVs, including one with bidirectional capabilities. The experimental proof of concepts confirm the theoretical abilities of GIVs: they are very fast responding units (even considering the complete required IT architecture) and are able to follow grid signals very accurately
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Jaljal, Nawal. "Optimisation énergétique en temps réel par modèles réduits d'une chaîne de traction hybride avec prise en compte des transitoires thermiques." Poitiers, 2007. http://www.theses.fr/2007POIT2350.
Full textAbstract:
Cette thèse s'inscrit dans le contexte de la maîtrise et de la réduction de la consommation d’une chaîne de traction hybride. Les études statistiques montrent que le parcours moyen d’un automobiliste est d’environ 8 km pour une durée moyenne inférieure à 12 minutes. La prédominance des trajets courts fait que le moteur fonctionne toujours en transitoires thermiques ce qui conduit à des surconsommations en carburant. Ceci est d’autant plus vrai dans le cas d’un véhicule hybride puisque le moteur thermique fonctionne moins longtemps que sur un véhicule conventionnel. Nous avons construit un modèle de synthèse dynamique représentatif, précis, suffisamment simple, modulaire et rapide permettant de décrire en temps réel tous les phénomènes physiques mis en jeu. D’une part, nous avons développé et/ou adapté le modèle thermique de chaque organe pour prédire les températures. Le besoin de disposer de modèles de petites tailles nous contraint à les réduire. Nous avons développé une nouvelle méthodologie de réduction : la résolution des équations du modèle avec redistribution des flux. Enrichie d’une technique dite de « réduction par groupes », cette méthode s’intègre également dans un processus global de réduction de modèles de plusieurs dizaines de milliers de nœuds (CAO). D’autre part, nous avons élaboré une stratégie d’optimisation simplifiée qui prend en compte la dimension thermique et qui est fondée sur la représentation du moteur thermique par des « Droites de Willans ». L’ensemble des modèles thermiques et de la stratégie d’optimisation simplifiée a été intégré dans une plate forme logiciel et ensuite validé par des essais pour estimer l’intérêt d’une gestion thermique sur la consommation de la chaîne de traction hybrideThis thesis fits in the context of the control and the reduction of the consumption of a hybrid powertrain. Statistical studies show that a motorist daily journey reaches approximately 8 km and its average duration is lower than 12 min. The prevalence of short journeys implies that the engine always works in thermal transients what leads to overconsumption of fuel. This reality is even truer in the case of a hybrid vehicle because since the thermal engine functions for longer than on a conventional vehicle. We have built a dynamic model of synthesis able to describe in real time all the physical phenomena at stake. This model is at the same time representative, precise, simple, modular and fast enough to be on an embarked vehicle. On the one hand, we have developed and/or adapted the thermal model of every organ to predict the temperatures. The need to have models of small sizes forces us to reduce them. We develop a new methodology of reduction: the resolution of the equations of the model with the redistribution of flows. Enriched by a so called “reduction by groups” technique, this method also becomes integrated into a global process of reduction of models of several thousands nodes (CAD). On the other hand, we elaborated a simplified strategy of optimization which takes into account the thermal dimension and which is based on the representation of the heat engine by “Willans Lines”. The whole of the thermal models and the simplified optimization strategy was been integrated in a flat one software shape and then validated by tests to estimate the interest of a thermal management on the consumption of the hybrid powertrain
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Davin, Tanguy. "Refroidissement des moteurs électriques : exploration des solutions à huile de lubrification." Thesis, Valenciennes, 2014. http://www.theses.fr/2014VALE0003/document.
Full textAbstract:
Le moteur électrique est l’un des organes principaux d’un véhicule électrique. Sa température, notamment celle des bobines, doit être réduite pour éviter toute dégradation. Le refroidissement par l’extérieur, comme avec une chemise d’eau dans le carter, apparait limité car les pertes générées dans les bobines doivent traverser des zones où la conduction thermique est très mauvaise. L’extraction des calories au cœur de la machine est préférable, mais les échanges thermiques avec l’air sont modérés. En application automobile, le moteur électrique est situé à proximité d’un circuit d’huile de lubrification. Le refroidissement par l'huile en contact direct avec les bobines est étudié.La thèse s’est d’abord attachée à la recherche bibliographique étendue sur les différentes solutions de refroidissement de moteur. Ensuite, les transferts thermiques à l’intérieur du moteur ont été modélisés par méthode nodale. A travers une étude de sensibilité, les principales améliorations thermiques passives ont été dégagées, puis les systèmes de refroidissement eux-mêmes ont été modélisés. Enfin, des essais ont été réalisés sur un banc spécialement conçu. Pour cette partie expérimentale, le refroidissement direct des bobines par circulation d’huile a été étudié en détail. Différents types d’injecteurs d’huile sur les têtes de bobine ont été testés dans diverses conditions de vitesse du rotor, température et débit d’huile.L’objectif de cette thèse est d’analyser l’ensemble des problématiques thermiques liées aux solutions de refroidissement à huile. Il s’agit d’une étude comparative de la performance des solutions à huile entre elles et avec celle d’un refroidissement à eau plus conventionnelElectric motor is one of the most important elements of an electric vehicle. Some elements, particularly the windings, can be affected by rising heat. External cooling, as water jacket in the case, appears to be limited because the losses generated in windings must pass through zones where conduction is very poor. Cooling in the core of the machine is preferable, but heat transfer with air is poor. Due to the presence of lubricating oil in the vicinity of the motor and the heat transfer enhancement that such a liquid provides, oil circulation on the windings has been considered.The research was first dedicated to an extensive bibliography on the different solutions of motor cooling. Then heat transfer within the motor was modelled by using the lumped system analysis. Thanks to a sensitivity analysis, the main parameters affecting temperature have been identified before cooling systems were modelled. Finally, tests were performed on a specially designed bench. Oil was introduced at each side of the machine to directly cool the stator coil end-windings. Several oil injection patterns were tested. The influence of the oil flow rate, rotation speed and oil temperature has been investigated.The objective of this PHD study is to analyse all the thermal issues related to the oil cooling systems. This is a comparative study of the performance of the oil cooling solutions. Comparison is also done with conventional water cooling
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Rosazza, Prin Gabriele. "Fiabilisation des connecteurs électriques utilisés pour les fonctions de diagnostic embarqué des automobiles." Paris 11, 2003. http://www.theses.fr/2003PA112096.
Full textAbstract:
L'objet de la thèse est la fiabilisation des connecteurs électriques embarqués sur les véhicules pour des fonctions de diagnostic. Nous nous intéressons en particulier au sertissage. Certaines défaillances détectées sur des circuits d'airbags et de prétensionneurs de ceintures indiquent des instabilités de la résistance de sertissage, dues aux vibrations et aux différentes sollicitations extérieures (thermiques, atmosphériques, chimiques). Après un rappel des notions générales sur le contact électrique, en particulier de bas niveau, nous nous focalisons sur les éléments principaux du sertissage et sur sa technologie. Ensuite nous étudions la littérature relative; il s'agit surtout de documents d'origine technologique. L'objectif du troisième chapitre est d'évaluer l'influence de l'environnement extérieur et, en particulier, des sollicitations mécaniques, sur le comportement électrique du sertissage. Les bancs de mesure mis en place pour solliciter les terminaux sertis permettent de reproduire l'apparition des défauts. Les sollicitations mécaniques, associés à des cycles de vieillissement thermique, se proposent comme une méthode efficace pour tester la fiabilité des connecteurs embarqués. Puis nous présentons une nouvelle méthode de mesure, donnant accès aux résistances électriques de contact interbrins et brins-fût. Les résultats concernent des terminaux sertis sur des câbles à 12 et à 7 brins, avec des taux de réduction de section variables, et ayant subis ou non un vieillissement thermique. Nous considérons le phénomène du retour élastique: un montage mécanique nous permet d'appliquer graduellement une force mesurable sur les ailes de sertissage, et ceci améliore la conduction. Ces résultats nous ont suggéré une solution technologique, qui a fait l'objet d'un dépôt de brevet. Enfin, nous analysons plus en détail les résultats des mesures de résistance, pour aboutir à une estimation des la surface électrique effectivement utilisée pour la conductionThe object of this work is the improvement of the reliability of electrical connectors mounted on vehicles with diagnostic functions. We focus on the crimp. Some failures observed on airbag and belt retainer diagnostic circuits hint at crimping resistance instabilities, due to vibrations and external solicitations (thermal, atmospheric, chemical). After a reminder of general notions on electrical contact, mainly in low-level circuits, we present crimping main characteristics and technology. Then we report a synthesis of the bibliography on the subject; it consists mainly of technical documents. The objective of the third chapter is to evaluate the influence of the environment and, above all, of mechanical solicitations, on the crimping electrical behavior. The test setups developed to mechanically stress the crimped terminals succeed in reproducing the appearance of the failures. Mechanical solicitations, coupled with thermal wearing cycles, appear as a sound way to test the reliability of on-vehicle connectors. Then we present a new measurement method, that allows to obtain the interstrand and strand-barrel electrical contact resistances. Results are given for crimped terminals on 12 and 7 strand wires, with different section reduction ratios; some samples are tested after thermal solicitations. We explore the elastic backspring phenomena: a mechanical device allows to progressively apply a measurable force on the crimping wings, thus improving electrical conduction. These results have given us an idea for a technological solution, which has been patented. Finally, we analyze more thoroughly the resistance measurement results, to estimate the electrical surface really used for conduction
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Zhu, Ye. "Modélisation simplifiée et méthodologie d'intégration des faisceaux électriques dans les simulations numériques pour des applications de pré-dimensionnement CEM en avance de phase." Clermont-Ferrand 2, 2007. http://www.theses.fr/2007CLF21789.
Full textAbstract:
La généralisation de l'électronique dans le monde automobile nécessite la prise en compte des aspects CEM dans le développement des projets véhicules. Afin d'écarter les risques de non respect des exigences CEM au cours de la phase de validation du véhicule, une meilleure implémentation de l'architecture électrique et électronique doit donc être envisagée dès les premières phases de conception du projet. Cette thèse s'inscrit dans ce contexte, et concerne plus particulièrement pré-dimensionnement des faisceaux électriques dans un véhicule, les caractéristiques des équipements d'extrémités étant a priori inconnues. Cette étude consiste dans un premir temps en une analyse des paramètres caractérisant l'architecture des faisceaux de manière intrinsèque, soit indépendamment des circuits de charge. Cette étude a abouti à la définition et à la validation d'une procédure fondée sur des paramètres S généralisés de mode commun. Cette méthodologie innovante a conduit au développement d'un outil informatique adapté au traitement des faisceaux électriques réels. Enfin, une méthode de conversion des paramètres S généralisés de mode commun en paramètres de mode différentiel a été proposée. L'interêt de l'approche développée a notamment été mis en évidence pour des configuration illustrant l'architecture des faisceaux automobiles
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Kuhn, Emmanuel. "Contribution à la conception optimale d'une motorisation hybride parallèle : Choix d'un modèle d'accumulateur." Compiègne, 2004. http://www.theses.fr/2004COMP1520.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur la prise en compte d'un modèle dynamique et énergétique d'un accumulateur NiMH 42V au sein d'une loi de commande pour véhicule hybride électrique. A partir d'un recensement des phénomènes électrochimiques, un schéma électrique équivalent a été établi, dans lequel la diffusion a été représentée, dans un premier temps, par une fonction de transfert en ordre non entier. Cet outil a permis une très bonne approche de la diffusion, en revanche, en raison de son caractère purement mathématique, il ne permet pas de rendre compte des pertes énergétiques au sein de l'accumulateur. Un second modèle à partir de séries de circuits électriques a pallié ce problème malgré une dégradation de la représentation dynamique du phénomène. Ce dernier modèle a été intégré dans l'élaboration d'une loi de commande garantissant une gestion autonome de l'énergie électrique embarquée au sein d'un véhicule hybride électrique, tout en prévenant les décharges profondes de l'accumulateurThis work deals with the dynamical and energetical modeling of a 42 V NiMH battery, the model of which is taking into account into a control law for an hybrid electrical vehicle. Using an inventory of the electrochemical phenomena, an equivalent electrical scheme has been established. Ln this model, diffusion phenomena were represented using non integer derivatives. This tool leads to a very good approximation of diffusion phenomena, nevertheless such a pure mathematical approach did not allow to represent energeticallosses inside the battery. Consequently, a second model, made of a serie of electric circuits has been proposed to represent energetical transfers. This second model has been used in the determination of a control law which warrants an autonomous management of electrical energy embedded in a parallel hybrid electrical vehicle, and to prevent deep discharge of the battery
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Solano, Araque Edwin. "De l’ergonomie automobile à l’optimisation de la conduite automatisée. Application à l’écoconduite des véhicules électriques." Thesis, Orléans, 2020. http://www.theses.fr/2020ORLE3059.
Full textAbstract:
Cette thèse se focalise sur l'étude de l’écoconduite (pratique de conduite visant à réduire l’impact environnemental de l’utilisation du véhicule) et, en particulier, des éco-manœuvres de conduite, avec prise en compte des contraintes d'infrastructure et de trafic, ainsi que des contraintes d'agrément de conduite. De plus, nous considérons, lors de la conception de l'algorithme, des principes inspirés de la cognition humaine, afin de renforcer l'efficacité et la bonne modularité. La facilité de calibration de l'algorithme est un autre aspect pris en considération. L'ensemble de l'exposé se focalise sur les véhicules électriques à batterie. Cependant, les principes proposés peuvent être adaptés pour leur application sur d'autres types de groupe motopropulseur.Ces travaux s’orientent sur trois grandes lignes. La première, l'Ergonomie de conduite, a permis de déterminer des critères d'agrément de conduite ; une modélisation du conducteur permettant de tenir compte des aspects ergonomiques est proposée. De même, nos hypothèses sont confrontées au comportement d’un conducteur en situation réelle, en appliquant une méthodologie innovante pour l'analyse d'enregistrements de roulages réels. Ensuite, une Modélisation énergétique du véhicule et des manœuvres de conduite est présentée, ainsi qu'une analyse du potentiel et l’origine du gain associé à différentes stratégies d'éco-conduite. Finalement un Algorithme de commande est proposé pour la réalisation d'éco-manœuvres de conduite, avec prise en compte des critères d'agrément. La structure globale de l'algorithme, basée sur les principes cognitifs, est constitué de plusieurs sous-systèmes le rendant modulaire et capable de répondre aux contraintes de calcul en temps réel et de mise au point, propres au milieu industrielIn the framework of this dissertation, we will focus on Eco-driving and, particularly on eco-maneuvers, taking into account constraints associated to infrastructure and traffic, as well as with drivability. Additionally, we will take inspiration on Cognitive Principles for the algorithm design; it will allow to reinforce algorithm’s effectiveness and modularity. Easiness of calibration will also be an important concern for our work. Our whole discussion focuses on Battery Electric Vehicles. However, the proposed principles may be adapted for their application for other types of powertrain.Our work treats three main topics: on one side, Driving Ergonomics, allowing to determine some criteria on drivability ; we will also propose a modelling of the driver allowing to take into account ergonomics considerations. Finally, we will assess our hypothesis with respect with driver behavior on real situations, by applying an innovative methodology for the analysis of actual driving records. Next we will focus on Energy Model of the vehicle and of driving maneuvers, as well as to the assessment of energy gain potential associated to several Eco-driving strategies; the origin of these gains is also studied. Finally, we propose a Control Algorithm allowing to execute driving eco-maneuvers, while taking into account drivability criteria. The global algorithm structure is based on cognitive principles presented earlier. These function consists of several subsystems, which improves its modularity, and enforces its potential to operate within real-time constraints, and simplifies calibrations ; these both are major advantages for an industrial application
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Zaepffel, Clément. "Etude expérimentale et numérique d’une décharge électrique appliquée à l’allumage d’un milieu réactif." Orléans, 2008. http://www.theses.fr/2008ORLE2073.
Full textAbstract:
La tendance naturelle ou imposée par le législateur à réduire la consommation de carburant et l’émission de polluants, pousse les constructeurs de moteur à combustion à modifier les régimes de fonctionnement de ces moteurs. Pour le secteur automobile, il s’agit notamment d’utiliser des mélanges pauvres en carburant, ou dilués, ou encore d’utiliser la combustion à plus haute pression. Ces conditions rendent le déclenchement de combustion plus difficile, et relancent l’intérêt pour les études concernant l’allumage et les dispositifs associés généralement basés sur des décharges électriques. Cette thèse présente l’étude d’une décharge électrique de type étincelle et de son action sur le déclenchement de la combustion dans une mélange réactif air/méthane. Ce travail a été mené expérimentalement et complété par une simulation numérique. L’imagerie nous a permis d’obtenir des renseignements sur les dimensions de la décharge électrique et sur les temps caractéristiques des phénomènes. La spectroscopie d’émission nous a permis de déterminer la température et la densité électronique du plasma de décharge, et de vérifier ainsi que le plasma était à l’équilibre thermodynamique local durant les premières microsecondes. Une partie des ces résultats expérimentaux ont fourni des conditions initiales réalistes pour la simulation numérique de la décharge électrique et de l’allumage. Une autre partie des résultats a permis la validation des résultats du code. Cette simulation a notamment mis en évidence le rôle de la décharge dans la création de mouvements convectifs au voisinage des électrodes.
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Praquin, Jérôme. "Étude des revêtements et des paramètres de fonctionnement électrique, climatique et mécanique sur la conduction et la commutation de faibles courants des contacts électriques de type membrane." Thesis, Rennes 1, 2013. http://www.theses.fr/2013REN1S094.
Full textAbstract:
L'objet de la présente étude est d'étudier, de comprendre et de maîtriser les différentes propriétés électriques de contacts électriques constitués de membranes souples en carbone, qui commutent sur des pistes métalliques d'un circuit imprimé. Ces contacts sont de plus en plus utilisés dans l'automobile car ils possèdent des propriétés mécaniques intéressantes vis-à-vis du ressenti de l'utilisateur, tout en permettant une bonne durée de vie. Dans un premier temps, les paramètres électriques et mécaniques de ces contacts sont caractérisés, les phénomènes de commutation sur divers type de charges sont étudiés et l'influence de contaminants et de la corrosion sur la conduction électrique sont examinés. L'évolution des résistances d'isolement en présence d'humidité est quantifiée. Dans un second temps, une approche de fiabilité est réalisée : l'évolution des paramètres électriques et mécaniques de ces contacts est étudiée lorsqu'ils sont soumis à des stress environnementaux, en particulier la chaleur humide. Les principaux modes d'endommagement sont étudiés. Nous montrons en particulier que les défaillances mécaniques proviennent essentiellement du polymère, et les défaillances électriques proviennent plutôt du circuit imprimé. L'influence d'un revêtement doré côté circuit imprimé, pour différentes épaisseurs, est également étudiée. Notre travail se poursuit par une étude un peu plus fondamentale sur les phénomènes de commutation en présence de matériaux en carbone. Au cours de ce travail novateur, les signatures optiques sont examinées lors de la coupure du courant. Un phénomène baptisé « glowing » est mis en évidence ; les limites en courant et en tension entre « glowing » et arcage électrique sont données, et les phénomènes comparés par rapport aux phénomènes de commutation dans les contacts de type métal – métal. L'étude se termine par un bilan synthétique concernant l'utilisation de contacts comprenant une pastille en carbone, avec leurs avantages et leurs limitationsThe purpose of this study is to explore, understand and master the different electrical properties of electrical contacts made of flexible carbon membranes, which switch on metal tracks on a printed circuit board. These contacts are increasingly used in the automobile because they have interesting mechanical properties for the user, while providing a good reliability. At first, the electrical and mechanical parameters of these contacts are characterized, the switching phenomena on various types of loads are studied and the influence of contaminants and corrosion on the electrical conduction is examined. The evolution of insulation resistance in the presence of moisture is quantified. In a second step, an approach to reliability is achieved: the evolution of electrical and mechanical parameters of these contacts is studied when subjected to environmental stresses, especially moist and heat. The main types of damage are considered. We show in particular that mechanical failures come mainly from polymer and electrical failures from the PCB. The influence of a gold-plated printed for different thicknesses system side, is also studied. Our work continues with a slightly more fundamental study on switching phenomena in the presence of carbon materials. In this pioneering work, the optical signatures are discussed at the current break. A phenomenon called "glowing" is highlighted; limits current and voltage between "glowing" and electrical arcing are given, and compared with respect to the phenomena switching phenomena in metal contacts - type metal. The study concludes with a summary review on the use of contacts comprising a carbon pill, with their advantages and limitations
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Tanguy, Kevin. "Modélisation et optimisation de la recharge bidirectionnelle de véhicules électriques : application à la régulation électrique d'un complexe immobilier." Thesis, Université Laval, 2013. http://www.theses.ulaval.ca/2013/30390/30390.pdf.
Full textAbstract:
La démocratisation des véhicules hybrides branchables ainsi que des véhicules purement électriques implique un surplus de demande sur les réseaux de distribution. Le Vehicle-to-Grid (V2G) ou le Vehicle-to-Building (V2B) visent à répondre à cette demande accrue en utilisant les véhicules non plus comme de simples charges pour le réseau électrique mais comme des acteurs effectuant des échanges bidirectionnels. Les travaux présentés dans ce mémoire montrent, avec des données réelles du campus de l’Université Laval, une modélisation de flottes de véhicules et l’application d’un modèle d’optimisation linéaire que le V2B peut permettre de réaliser des gains financiers partagés entre les acteurs tout en rechargeant efficacement les véhicules participants.The democratization of plug-in hybrid electric vehicles along with purely electric vehicles causes an increased electric demand on the power grid. Vehicle-to-Grid (V2G) or Vehicle-to-Building (V2B) aim to bring an appropriate response to this increased demand, by not simply considering vehicles as loads for the grid but as actors making bidirectionnal exchanges. The works presented in this master’s thesis show, with real data on the Université Laval campus, a modelling of vehicle fleets and the application of a linear optimization model, that V2B can provide financial gain shared between the actors of the system, while charging the vehicles efficiently.
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Al-Sheikh, Hiba. "Contribution au diagnostic des systèmes de conversion électrique : application au convertisseur DC/DC utilisé dans les véhicules électriques hybrides." Rouen, 2015. http://www.theses.fr/2015ROUES058.
Full textAbstract:
Les progrès récents dans l'électronique de puissance ont joué un rôle majeur dans l'évolution de véhicules électriques hybrides. Aujourd'hui, les convertisseurs statiques sont largement utilisés dans les véhicules hybrides pour convertir l'alimentation à différents niveaux afin de contrôler le véhicule aux différents points de fonctionnement souhaités. Avec cette utilisation croissante des convertisseurs statiques dans les véhicules hybrides modernes augmente le besoin de méthodes efficaces de surveillance et de diagnostic de panne pour assurer la fiabilité, la sécurité et la disponibilité du groupe motopropulseur électrique automobile. Ainsi, cette thèse contribue au diagnostic de défauts des systèmes de convertisseurs de puissance. L'objectif est d’élaborer une stratégie de diagnostic approprié avec application à un convertisseur DC / DC à l’interface d'un système de stockage d'énergie hybride, batterie / supercondensateur, et la chaîne de traction électrique dans un véhicule électrique hybride. En premier temps, une approche de diagnostic de défauts capteurs par un banc de filtres de Kalman pour un système à commutations a été proposée. Pour la détection, un test GLR avec un seuillage utilisant les courbes ROC visant à diminuer la probabilité de fausses alarmes et augmenter la probabilité de bonne détection est proposé. En deuxième temps, les mesures existantes ont été aussi utilisées dans un schéma de traitement du signal sans modèle pour détecter et identifier les défauts de semiconducteurs de puissance du convertisseur utilisé. Enfin, les approches proposées ont été testées sur un prototype réalisé du convertisseur étudiéRecent advances in power electronics played a major role in the progress of hybrid electric vehicles. Nowadays, power converters are being intensively used in hybrid vehicles to convert power at different levels and to drive various loads. With this intensive use of power converters in modern hybrid vehicles rises the need for efficient methods of condition monitoring and fault diagnosis to ensure the reliability, safety, and availability of the automotive electrical powertrain. Thus, this dissertation contributes to the diagnosis of faults in power converter systems. The objective is to come up with a diagnostic strategy suitable for power electronics converters and apply it to a DC/DC converter interfacing a hybrid battery/ultracapacitor energy storage system and the electric traction drive in a hybrid electric vehicle. First, a sensor fault diagnosis scheme that utilizes a bank of Kalman filters suitable for switching systems is proposed. For fault detection, a GLR test with a threshold determined using ROC curves is proposed to reduce the likelihood of false alarms and increase the probability of correct detection. Second, the existing measurements were further utilized in a model-free signal-processing scheme to detect and identify power semiconductor faults in the converter. Finally, the proposed approaches were tested on a prototype of the examined power converter
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Dang, Thanh Thuy Van. "Méthodes pour l'analyse de cycle de vie des batteries lithium-ion des véhicules électriques." Paris, ENMP, 2011. http://www.theses.fr/2011ENMP0051.
Full textAbstract:
Le présent mémoire a permis la construction d'un cadre permettant d'appliquer l'approche d'Analyse de Cycle de Vie (ACV) aux différentes technologies de batteries Li-ion des véhicules électriques (VE), en prenant en compte tout leur cycle de vie (production – utilisation – fin de vie). Concrètement, il permet d'établir une base de données dédiée à la batterie, de la modéliser et de la paramétrer. D'autres difficultés méthodologiques ont été résolues : choix de l'unité fonctionnelle, modularité du produit, incertitudes sur son usage et sur sa durée de vie, règles d'allocation pour la fin de vie… L'analyse de sensibilité menée montre que les résultats sont étroitement liés aux données et aux scénarios choisis. Pour le scénario de référence, les principales conclusions sont : - Potentiel de réchauffement climatique de l'ordre de 12kg CO2/ kg de batterie (production et fin de vie). D'autres impacts environnementaux ont été également examinés. - Importance du choix des matières de la batterie, de leurs procédés d'élaboration et de la localisation des usines vis-à-vis de sa performance écologique (ex : les matières actives de la cathode). - Gain sur certains impacts du bilan ACV grâce à des matières valorisées lors du recyclage des batteries. Ce gain varie en fonction des procédés de recyclage envisagés (pyrométallurgie et/ou hydrométallurgie) et des matières récupérées. - Bénéfice écologique pour le parc VE si l'on met en place un système de gestion des batteries (ex : cas de la location des batteries) Afin de favoriser l'éco-conception des batteries, un modèle d'ACV simplifié est proposé, permettant un gain en termes de temps et de coût tout en visant la même qualité de prestation qu'une ACV détailléeA framework enabling an application of Life Cycle Assessment approach to various technologies of Lithium-ion Electric Vehicles batteries is created. It encompasses all the life cycle of the product (Manufacturing – Use – End of Life). More precisely, a specific LCA database for Li-ion batteries is constructed and batteries life cycle is successfully modeled. Others difficulties are discussed and solved during this works, such as the choice of batteries functional unit, system modularity, uncertainties of the Use phase and of batteries' lifetime, allocation rules for batteries End of Life… A sensibility analysis is carried out and shows that LCA results strongly depend on chosen data and scenarios. Main conclusions obtained from the base case of our studies are: - Climate change potential of a battery is about 10 - 15 kg CO2 éq/kg of batteries. This amount takes into account the manufacturing and the end of life. Others environmental impacts are also quantified (regional impacts such as acidification, eutrophisation; human toxicity and ecotoxicity…). - Batteries LCA results are sensitive regarding to the choice of its materials, of the manufacturing processes and of the geographic parameters. - Materials recovery during the End of Life phase leads to environmental benefit for the global impacts of the batteries. However, it depends on the recycling process (pyrometallurgical and/or hydrometallurgical), as well as on the nature of recovered materials. - Batteries leasing scenario can help minimizing environmental impacts of Electric Vehicles park. In order to facilitate eco-conception of Li-ion batteries, a simplified LCA model is created, which reduces times and costs of future LCA studies while ensuring the same accuracy
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Hildermeier, Julia. "How Ideas Change Markets : Social and Semantic Construction(s) of Automobility in 21st century Europe." Thesis, Cachan, Ecole normale supérieure, 2015. http://www.theses.fr/2015DENS0022.
Full textAbstract:
Cette thèse cherche à comprendre et développer comment les trajectoires institutionnelles émergent, tant empiriquement que théoriquement. Sur la base d’une étude de cas de l’industrie et la culture automobile, elle identifie les trajectoires de PATH DEPENDENCY, historiquement (chap.1) et théoriquement (chap.2). Dans une approche méthodologique qualitative, les chapitres 4 et 5 identifient les effets des conflits environnementaux dans l’industrie que remettent en cause la justification de sa structure même. L’analyse empirique de différents conflits autour des standards des émissions des voitures, les innovations technologiques comme le moteur électrique montrent que l’automobilité de demain, et le secteur, vont évoluer de manière plus pluraliste et hétérogène qu’avant. Si parmi les deux scenarios de développement une trajectoire institutionnelle stable émerge, elle dépend de si un narratif cohérent peut émerger, qui rend compréhensible et évident les relations entre offre, demande et réglementation pour les acteurs. La conclusion (ch.6) identifie les conditions d’émergence de nouvelles trajectoires institutionnelles : dans les conflits où un narratif alternatif est déjà présent, mais sous-jacent, des nouvelles structures organisationnelles et sémantiques peuvent émergerThis PhD thesis seeks to understand how institutional paths emerge, theoretically and empirically. Taking the case of the European automobile industry and culture it revisits how path dependency can emerge historically (chapter 1) and theoretical patterns of path production (chapter 2). Based on qualitative research design (chapter 3), the case study identifies possibilities of path rupture through environmental conflicts in automobile history (chapter 4 and 5). It shows that through path ruptures and the emergence of new paths following new environmental requirements, 21st century automobility builds pluralistic and more heterogeneous semantic and organizational structures. Geographic and local conditions such as city planning and infrastructure matter in shaping vehicle use and culture in the future, as well does the distribution of decision making power on different political levels. Chapter 6summarize s and reflects the results of my micro-analytical study as parts of an emerging theory of path creation. If the analyzed trajectories of scenarios for the automobile sector become reality, either electrified automobility or electric multimodality, depends on whether they build a coherent narrative that ‘make sense’ of offer, demand and regulation in the sector. The case study showed that these coherent narratives can emerge when conflicts render visible already existing counter-narratives. These counter-narratives emerge in situations of crisis, such as when new environmental regulation determines technological development and behavioural adaptation in automobility. Once accepted, they create a new path – a new semantic and organizational structure in society
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Meynet, Yannick. "Etude expérimentale des écoulements de Taylor-Couette-Poiseuille en entrefer encoché : Application aux machines électriques automobiles." Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2016. http://www.theses.fr/2016ESMA0001.
Full textAbstract:
La présente étude vise à comprendre les écoulements ainsi que les transferts de chaleur par convection dans une configuration représentative d’un moteur de traction automobile. La zone d’étude est constituée d’un stator extérieur lisse et fixe et d’un rotor intérieur tournant. Deux géométries de rotor ont été étudiées : un rotor cylindrique et un rotor encoché. Un écoulement axial est superposé à l’écoulement produit par la rotation. Pour le rotor lisse, des mesures ont été réalisées pour des valeurs du nombre de Reynolds axial de 2500 à 13900 et de rotation de 1250 à 4000. Pour le rotor encoché, le nombre de Reynolds axial varie également de 2500 à 13900 et le nombre de Reynolds de rotation de 5000 à 26000. Les mesures de vitesse réalisées par PIV au sein des encoches montrent un écoulement tourbillonnaire contrarotatif complexe. Dans la zone d’entrée, on peut noter une forte interaction entre l’écoulement des encoches et celui provenant des zones polaires. Les résultats thermiques obtenues par thermographie infrarouge sur le rotor encoché montrent que les transferts thermiques augmentent avec l’augmentation du nombre de Reynolds axial mais l’influence de la vitesse de rotation est plus complexe. Enfin, la comparaison des résultats thermiques entre rotors lisse et encoché, a permis de mieux comprendre l’effet des encoches sur le refroidissement globalThe present work aimed to experimentally study the flow and heat transfer in a configuration corresponding to the gap of an automotive electrical motor (a thin airlayer between the rotating (rotor) and stationary (stator) parts.) Two rotor geometries are studied: one cylindrical and the other one with four slots which reproduce a synchronous motor used in automotive traction. An axial flow is superimposed to the rotation flow thanks to a ventilation system. The two most important parameters are axial Reynolds number and rotational Reynolds number. Velocity measurements are performed by PIV and heat transfer by infrared thermography coupled with heated thin foils. A complex counter rotational vortex flow has been recorded in the slots. Moreover, this slot flow seems to interact with the pole flow in the inlet region. This interaction seems to disappear rapidly after entrance area. Heat transfer rate is 3D, with great differences between the two slots faces and the pole. Classically, heat transfer rate grows with increasing axial Reynolds number. The relation between heat transfer rate and rotation Reynolds number is more complex
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Duval, Fabrice. "Gestion du cablage des masses électriques dans un véhicule automobile : application C.E.M." Paris 11, 2007. http://www.theses.fr/2007PA112291.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur le développement d’un outil d’aide à la décision sur les problèmes relatifs à la Compatibilité ElectroMagnétique (CEM) dans les systèmes de grande dimension tels que les véhicules automobiles. La plus grande difficulté a été de comprendre les paramètres à prendre en compte pour obtenir des résultats cohérents avec les mesures effectuées sur véhicule. Nous nous sommes concentrés sur la caractérisation de faisceaux présents sur les véhicules. Nous abordons également l’étude du comportement du plan de masse lié à la présence de très forts courants électriques continus. Pour aborder ces aspects, nous utilisons la méthode PEEC (Partiel Element Equivalent Circuit) pour sa facilité de mise en œuvre ainsi que pour ses facultés à traiter les problèmes sur un large spectre de fréquences. Le mémoire est composé de trois chapitres. Le premier présente les bases de l’électromagnétisme appliquées à la CEM des systèmes de grande dimension. Nous portons une attention toute particulière aux plans de masse qui sont utilisés en tant que conducteur de retour mais également en tant que référence de tension. Dans le deuxième chapitre, nous présentons la méthode PEEC ainsi que la méthodologie mise en place pour le développement du logiciel afin d’obtenir les meilleures performances possibles. Ce logiciel est validé sur un ensemble de cas tests. L’application de l’outil sur un cas industriel est traitée dans le dernier chapitre et permet de comprendre les phénomènes de résonance créés par la connexion des différents éléments reliés par un faisceau. La modélisation des composants de terminaison permet de compléter le modèle ainsi généréThis thesis is dealing with the development of a tool for supporting decision on problems related to ElectroMagnetic Compatibility (EMC) in big systems such as motor vehicles. To understand which parameters had to be taken into account in order to get consistent results from the measurements implemented on vehicle was the highest difficulty. We have been focussed on characterising the bundles in vehicles. We have been as well tackling the study of the behaviour of the ground plane linked to very strong electrical direct currents. In order to address these aspects we have been using the PEEC method (PEEC for Partial Element Equivalent Circuit) because of its easy implementation as well as of the possibility of using it for a wide range of frequencies. The report is composed of three chapters. The first one presents the bases of electromagnetism applied to big systems’ EMC. A particular attention is turned to ground planes which are used as return conductor as well as voltage reference. In the second chapter, we present the PEEC method and the methodology which was set up for developing the software in order to obtain the best performances possible. This software has been validated on a set of test cases. The tool’s application to an industrial case is dealt with in the last chapter and enables to understand the phenomena of resonance created by the different elements connected by a bundle. The modelling of the components allows completing the model thus generated
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Abbas, Mickaël. "Modélisation et optimisation du sertissage de connecteurs électriques utilisés dans l'industrie automobile." Compiègne, 2002. http://www.theses.fr/2002COMP1426.
Full textAbstract:
Le sertissage est une technologie classiquement employée pour assurer la liaison électrique entre un câble et un connecteur. La modélisation numérique du procédé est utile pour choisir et optimiser en particulier les dimensions du sertissage. L'étude présentée est une discussion des modèles 2D et 3D réalisés avec la méthode des éléments finis, que ce soit en statique implicite (ABAQUS/Standard) ou en dynamique explicite (ABAQUS/Explicit). Les résultats de ces modèles sont comparés à ceux issus directement du procédé industriel (géométrie, forme, surfaces et force de sertissage). Le sertissage est un problème non-linéaire impliquant des grandes déformations élasto-plastiques et des conditions de contact multiples, avec frottement. La plus grande difficulté réside dans la profusion de couples de contact possibles entre les torons du câble. Pour cette raison, le méthode dynamique explicite est préférée, en dépit de l'aspect quasi-statique du sertissage. Toutefois, certaines simulations 2D ont pu être réalisées avec un algorithme statique implicite, pour comparer et pour régler quelques paramètres de simulation dans l'approche dynamique explicite (discrétisation spatiale et temporelle). Enfin, nous proposons une optimisation des paramètres du sertissage reposant sur l’usage de plans d’expériences et d’analyse des surfaces de réponse ainsi constituées.
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Chevrié, Mathieu. "Modélisation électrothermique de composants électriques et électroniques automobiles et estimation des résistances de contact dans les connecteurs." Thesis, Bordeaux, 2016. http://www.theses.fr/2016BORD0079.
Full textAbstract:
Un connecteur électrique automobile est le siège de points de contact électriques soumis à des échauffements supplémentaires par effet Joule provoqués par leurs résistances de contact. La dégradation d’une résistance de contact peut provoquer des échauffements critiques au niveau des points de contact. La présente étude propose deux approches pour détecter les variations anormales des résistances de contact. La première, appliquée à un connecteur de boîtier électronique automobile, repose sur un diagnostic à base de modèle afin de détecter les variations anormales de la résistance de contact par rapport à sa valeur nominale. La seconde approche,appliquée à un connecteur de recharge de véhicule électrique, consiste d’abord à estimer un flux de chaleur lié à l’effet Joule provoqué par la résistance de contact. La valeur de cette dernière est ensuite estimée grâce à la méthode des moindres carrés. Ces deux approches reposent sur des modèles électrothermiques des connecteurs considérés et de leurs environnements. Cette étude présente également le développement de ces modèles, et notamment l’optimisation du maillage d’un fil électrique basée sur la minimisation de la norme H2 de l’erreur entre un modèle maillé d’ordre entier et un modèle analytique de référence d’ordre non entierAn automotive electrical connector contains electrical contact points subject to additional temperature rises by Joule effect caused by their contact resistances. The deterioration of a contact resistance can cause critical overheating at the contact points. This study proposes two approaches to detect abnormal changes in contact resistance. The first one, applied to an automotive electric case connector, relies on a model-based diagnosis to detect an abnormal variation in the contact resistance with respect to its nominal value. The second one, applied toan electric vehicle charging connector, consists in estimating a heat flow related to the Joule effect caused by the contact resistance. The value of the latter is then estimated using the least squares.These approaches rely on electrothermal models considered connectors and their environments.This study also presents the development of these models, including the optimization of the mesh of an electrical wire based on the minimization of the H2-norm of the error between ameshed integer order model and a reference analytical fractional order model
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Villareal, Axel. "L'industrie automobile à l'épreuve des voitures électriques : entre changement et continuité." Thesis, Bordeaux, 2014. http://www.theses.fr/2014BORD0398/document.
Full textAbstract:
Cette thèse a pour objectif de participer à l’étude du changement des industries contemporaines et d’appliquer des outils de la science politique à l’analyse de l’économie. À travers l’étude du cas de la voiture électrique, nous nous interrogeons sur les causes des évolutions de l’industrie automobile. Notre hypothèse est que la construction du marché des voitures électriques entre 2008 et 2013 n’a pas produit la « Révolution » annoncée par les acteurs sociaux. Au contraire, elle a permis la reproduction des structures et des hiérarchies industrielles existantes. Pour le démontrer, ce travail tente de comprendre non seulement comment la question du développement des voitures électriques a été érigée au rang de problème public, mais aussi comment ce « problème » s’est institutionnalisé comme un cadre consensuel d’action des constructeurs automobiles. Par ce biais, nous mettons en lumière l’importance des croyances et des représentations collectives sur l’activité économique, dans l’optique de déconstruire le mythe de la « Seconde Révolution automobile ». En outre, notre travail montre que la science politique, et plus précisément l’analyse des politiques publiques et la sociologie de l’action publique, peut apporter des outils analytiques heuristiques et des réponses concrètes au fonctionnement des industries et du capitalisme contemporain. Par cette voie, cette thèse entend apporter une contribution aux questions que se posent sociologues, économistes et politistes sur le changement économique et les processus qui en sont à l’origineThis thesis aims to generate knowledge upon change within contemporary industries and apply tools from political science to the analysis of the economy. Through the case study of the electric car market, the focus is on the causes of the transformation of the automobile industry. The central claim made is that the social construction of the electric car market between 2008 and 2013, did not produce the “Revolution” announced by the actors involved in this industry. On the contrary, it has facilitated the reproduction of existing industrial structures and hierarchies. To demonstrate this claim, the thesis has sought to understand how the issue of the development of electric cars has been elevated to the status of public problem by several States around the world. From there, we then sought to discover how this “problem” has become a consensual strategic framework for automakers and a key issue within the automobile industry. Throughout this research, we highlight the impact of beliefs and collective representations upon economic activity, and deconstructed the myth of the “Second Automobile Revolution”. Furthermore, our work shows that political science, specifically the sociology of public action, can supply heuristic analytical tools and practical answers to the understanding of contemporary industries and capitalism. This thesis is thus a contribution to questions asked by sociologists, economists and political scientists about economic change
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Bainée, Jonathan. "Conditions d’émergence et de diffusion de l’automobile électrique : une analyse en termes de "bien-système territorialisé"." Thesis, Paris 1, 2013. http://www.theses.fr/2013PA010079.
Full textAbstract:
Cette thèse se propose d’évaluer l’acuité et les singularités de la « fenêtre d’émergence » contemporaine de l’automobile électrique et soulève des enjeux à la fois théorique et industriel. Ce travail s’inscrit dans un phylum évolutionniste et, plus précisément, dans une perspective « multi-niveaux » (GEELS, 2002). Dans ce cadre, nous saisissons l’émergence de l’automobile électrique comme la transition non linéaire d’un système sociotechnique fondé sur l’automobile thermique usuelle à un système sociotechnique structuré autour de l’électromobilité, étant entendu que nous considérons le VE comme un « bien-système territorialisé ». Un bien-système, parce que son rayon d’action est contraint par l’accès à une infrastructure de charge et par les performances de ses batteries d’accumulateurs. Un bien-système « territorialisé », dans la mesure où les déplacements – des usagers particuliers ou professionnels – sont ancrés dans les territoires, y compris dans leurs temporalités. Les principaux jalons consistent à identifier les verrous technico-économiques de l’émergence de l’électromobilité et d’en dériver quatre formes idéal-typiques d’émergence. Notre principal résultat est de repérer les canaux d’une émergence et d’une diffusion territorialisée de l’automobile électriqueThis PhD thesis aims to assess the features of the « window of emergence » of the contemporary electric car and thus, raises both theoretical and industrial issues. This work belong to the evolutionary economics and, more specifically, is structured around the multilevel perspective (Geels, 2002), from which it forms an application but also an extension. In the multi-level framework, we understand the emergence of the electric car as the non-linear transition from a socio-technical system based on a conventional internal combustion car to a new socio-technical system based on the electromobility. More specifically, we speak of electromobility systems, because we understand the electric car as a « territorialized systemgood ». A system-good mostly because its range is constrained by access to charging infrastructure and because of the storage performance of its batteries. A territorialized systemgood especially because the travel of users are deeply anchored in the territories, including in their temporality. The major milestones are to identify the techno-economical weakness of the emergence of the electric car and to derive four typical forms of emergence. Our main result is to identify channels, the sequences and the vectors of emergence and spread of the electric car and, more generally, of territorialized system goods
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Termous, Hussein. "Approche hiérarchisée pour le contrôle global du châssis d'un véhicule électrique." Thesis, Bordeaux, 2020. http://www.theses.fr/2020BORD0081.
Full textAbstract:
Le transport routier évolue considérablement vers l’électrification dans le monde entier. Un marché pour les solutions de mobilité légère électrifiée a émergé. Les dispositifs à transmission intégrale joue un rôle important dans cette nouvelle tendance. Cette technologie offre de nouvelles opportunités et pose de nouveaux défis dans le contrôle de châssis globale « Global Chassis Control (GCC) » qui a récemment atteint des niveaux remarquables. Cette étude présente une approche de supervision pour le contrôle vertical, longi-tudinal et latéral dans les véhicules électriques légers. Le système de contrôle développé repose sur la méthode CRONE qui peut assurer la robustesse du degré de stabilité contre les variations paramétriques du système. Pour la dynamique verticale, diverses solutions de contrôle sont développées pour les suspensions automobiles afin d’améliorer le confort des passagers et la tenue de route. Pour la dynamique longitudinale, une étude de la fonction ABS est réalisée pour l’amélioration du système de freinage, tenant en compte l’effet de la dynamique verticale. Ensuite, une combinaison de contrôle ABS et de contrôle de suspension est présentée dans le but de réduire l’effet de détérioration de la dynamique vertical. Enfin, les travaux portent sur le dé-veloppement du contrôle latéral de la stabilité du véhicule, où l’effet de la dynamique verticale du véhicule est analysé. Les résultats obtenus permet-tent de vérifier l’efficacité des stratégies de contrôle conçues pour améliorer le confort, la maniabilité et la sécurité du véhicule. En outre, la bonne com-préhension de l’influence de la dynamique verticale, ainsi que le rôle clé de la suspension contrôlée sur les autres dynamiques du véhicule, ouvrira de nouveaux horizons pour le développement de nouvelles stratégies pour le contrôle global du châssis des véhicules électriques légersRoad transportation is shifting significantly toward electrification around the globe. A market for light electric mobility solutions had emerged where all-in-wheel devices are expected to play an important role in this new trend. This technology offers new opportunities and raises new challenges in Global Chassis Control (GCC) that rises, recently, to remarkable levels. This study is based on a supervision control approach for vertical, longitudinal, and lateral control in light electric vehicles. The developed control system designs rely on the CRONE method which can ensure the robustness of the stability degree against the system parametric variations. For vertical dynamics, various control solu-tions are developed for automotive suspensions to improve passenger comfort and road holding. For longitudinal dynamics, a study for the ABS function is done for braking system enhancement while considering the effect of the vertical dynamics. Then, a combination of ABS control and suspension control is presented in the sense of reducing the deterioration effect of vertical dynamics. Finally, the work is concerned by the development of vehicle lateral stability control, where the effect of the vehicle vertical dynamics was analyzed. The obtained results verify the effectiveness of the designed control strategies in enhancing the vehicle comfort, handling, and safety. Moreover, the well understanding of the influence of the vertical dynamics, as well as the key role of the controlled suspension on other vehicle dynamics, will open up new prospects to the development of new strategies for global chassis control of light electric vehicle
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Takorabet, Azeddine. "Dimensionnement d’une machine à double excitation de structure innovante pour une application alternateur automobile : comparaison à des structures classiques." Cachan, Ecole normale supérieure, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00505148/fr/.
Full textAbstract:
L’augmentation de la demande d’énergie à bord des véhicules et les besoins en machines de traction pour les véhicules hybrides incite à étudier d’autres structures de machines que l’alternateur à griffes. Ici, une structure à double excitation parallèle innovante à été étudiée pour le besoin alternateur. L’introduction des aimants apporte un surplus considérable de puissance, ceci a été mis en évidence en comparant cette structure à une machine à pôles saillants bobinés classique, la puissance a été carrément doublée. Le cahier des charges (3,2 kW) pour cette étude a été atteint sans difficultés. Le principe de double excitation choisi permet le contrôle du flux, et donc du débit avec un simple pont redresseur à diodes. L’étude théorique et expérimentale a montré l’efficacité de la désexcitation par le courant rotor et sans risque de démagnétisation des aimants. La comparaison expérimentale et à iso-encombrement avec une structure à griffes à aimants interpolaires montre la suprématie de cette dernière, en puissance grâce à sa bobine d’excitation globale permettant plus d’ampères tours, et en rendement en faibles puissances grâce à son défluxage total et local. Néanmoins, pour les fortes puissances, la machine à double excitation, de part sa structure bidimensionnelle, ayant moins de pertes fer, à plus de rendement. Une étude plus poussée pourra montrer le positionnement de cette structure pour les applications moteur dans les véhicules hybrides. Une petite comparaison de performances avec la machine à griffes a montré que cette dernière n’est pas automatiquement la meilleureThe increase of electrical power demand in vehicles and requirements for machines for hybrid vehicles encouraged to explore alternative structures of machines to the claw pole alternator. Here, an innovative structure with double parallel excitation has been studied for the alternator needs. The introduction of the magnets provides a huge increasing of power, it has been highlighted by comparing this structure to a conventional salient pole machine, the power has been squarely lined. The specification fixed (3. 2 kW) for this study was achieved without difficulties. The double excitation chosen allows the flux weakening, and therefore the output control with a simple diode bridge rectifier. The experimental and theoretical study has shown the effectiveness of the flux control by rotor current and without any risk of demagnetization of magnets. The experimental comparison in the same dimensions with a claw pole structure with interpolar magnets shows the supremacy of this latest one. In output due to its global excitation coil allowing more ampere turns, and in efficiency for low power due to its total and local field weakening. However, for high power, the double excitation machine, with its two dimensional structure, has more efficiency due to its low iron loss. Further study may show a good positioning of this structure for engine applications in hybrid vehicles. A little comparison of performance with the claw pole machine showed that this one is not automatically better
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Diouf, Fatou. "Characterization of DC motors impedances for EMI prediction purposes." Rouen, 2014. http://www.theses.fr/2014ROUES037.
Full textAbstract:
La prédiction des émissions conduites est essentielle dans la détermination de la compatibilité électromagnétique (CEM) d'un système. Afin de les prédire, les moteurs à courant continu sont habituellement modélisés sous la forme d’une source et une impédance série. Les recherches précédemment conduites sur le sujet, se sont principalement focalisées sur l’impédance de l’armature, tandis que l'effet de la rotation du moteur a été négligé. Les travaux présentés dans ce document, étudient l’impédance des moteurs à courant continu sur une large plage de fréquence [0 Hz - 200MHz] ainsi que l'impact de la rotation sur le comportement de cette dernière. Les impédances sont mesurées en utilisant une méthode, petits signaux, basée sur les standards militaires (MIL -STD) de mesures de susceptibilité conduites. Ces mesures sont opérées sur l'induit, le moteur en mode statique et le moteur en mode dynamique (rotation à vide). Afin de les réaliser, différents bancs de mesures ont été configurés en conformité avec les normes européennes (CISPR25). Les mesures donnent des résultats satisfaisants et mettent en évidence l'impact des filtres de suppression sur l’impédance en basses fréquences. Le rôle des inductances et des capacités parasites en haute fréquence est également souligné. Les résultats obtenus ont été comparés à ceux résultant d’autres techniques de mesure afin de prouver leur exactitude. Enfin, les impédances sont modélisées par un circuit passifThe prediction of conducted emissions is essential in determining the electromagnetic compatibility (EMC) of a device. DC motors are usually modeled as a source and its series impedance for electromagnetic interference (EMI) prediction purposes. In previous research only the impedance of the armature was included, while the effect of the rotating motor was neglected. In the presented work, the behavior of the low voltage DC motors impedance is studied over a large frequency range [0Hz-200MHz] as well as the impact of the dynamic mode on its behavior. The impedance measurements are performed using a small signal method based on conducted susceptibility measurement setups, the same method used in military standards (MIL-STD). Different test setups are implemented in accordance with the European standards (CISPR25). The measurements are performed on the motor’s armature, the DC motor under static mode, and on the DC motor under operating mode. These measurements provide satisfying results for the wideband impedance of the rotating DC motor and highlight the impact of the stator and suppression filters in the low frequency range. The results also highlight the role of the parasitic inductances and capacitances in the high frequency range. The results were compared with those found via other measurement techniques to prove their accuracy. Finally, the resulting impedances are modeled as a passive impedance network
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Pellerey, Pierre. "Étude et optimisation du comportement vibro-acoustique des machines électriques : application au domaine automobile." Compiègne, 2012. http://www.theses.fr/2012COMP2047.
Full textAbstract:
Cette étude s’intéresse au comportement vibro-acoustique des machines électriques dédiées à la traction automobile. Dans la littérature, l’étude vibro-acoustique des machines électriques repose généralement sur des formulations analytiques permettant de prédire, à la fois les forces magnétiques radiales d’entrefer à l’origine des déformations du stator, et les propriétés de mise en vibrations et de rayonnement acoustique de celui-ci. La présente contribution s’appuie aussi, dans une première partie, sur un certain nombre de développements analytiques, permettant de comprendre les propriétés des forces magnétiques et du comportement vibro-acoustique d’un stator. Dans un second temps, on utilise cependant des outils numériques de type éléments finis afin d’investiguer plus profondément les caractéristiques des différentes physiques et de leurs couplages. L’impact vibratoire des différentes composantes de l’excitation magnétique, radiales et tangentielles, au stator et au rotor et en fonction du point de fonctionnement sont par exemple clairement établies. On présente une méthodologie permettant de coupler des modèles éléments finis de type 2D magnétique et 3D structure afin de calculer précisément, et compte tenu des différentes voies de passages, les niveaux de vibrations d’origine magnétique d’une structure complexe de groupe moto-propulseur (structure comprenant une machine électrique synchrone à rotor bobinée, un réducteur et différents carters). Cette chaine de calcul couplée, validée expérimentalement sur une montée en régime complète, permettra de dépasser les limitations d’une modélisation analytique traditionnelle et mettra en évidence un certain nombre de phénomènes originaux. Cet outil numérique nous permettra d’investiguer l’impact vibro-acoustique d’un certain nombre de phénomènes physiques complexes comme les excentricités rotoriques, les harmoniques de courants, la composante tangentielle des efforts magnétiques et les vibrations rotoriques. L’étude de ces phénomènes mettra en évidence les variations de comportement vibro-acoustique entre un modèle parfait de machine simple, tel que généralement considéré dans les modélisations analytiques, et le comportement d’une structure complexe réelle. On propose finalement grâce à cet outil, un certain nombre d’optimisations du plan de tôles magnétique de la machine électrique permettant de réduire les niveaux vibro10 acoustique du groupe moto-propulseur. Ces optimisations, validées expérimentalement pour certaines d’entres elles, permettent d’établir qu’il existe des géométries permettant de réduire considérablement les niveaux acoustiques sans impacter les performances électrotechniques de la machineThis study focuses on the vibro-acoustic behavior of the electrical machines dedicated to the automotive traction. The literature generally implies analytical formulations to predict both the air gap magnetic forces that deform the stator and the vibro-acoustic response of this one. In a first part, the present contribution also takes advantage of a certain amount of analytical developments to understand clearly the properties of the magnetic and vibro-acoustic phenomenon. However, numerical tools, such as finite element models, are used in a second part to investigate in details the characteristics of these two physics. We present a methodology to couple the 2D non-linear electromagnetic finite element model of the electrical machine to its associated 3D linear structural finite element model in an efficient way. The structural model takes into account, both the complexity of the complete power train (made of the wound rotor synchronous machine, the gearbox and different housings) and the different links between its elements (e. G. The contact between the rotor and the gearbox, the contacts between the housings. . . ). The results of this coupling, experimentally validated on a full run up with very good agreement (<5 dB), will allow to go over the limitations of the traditional analytical models and will highlight new phenomena. Then, this numerical tool will allow precisely investigating the vibro-acoustic impact of a certain amount of complex physic phenomena. Among which, the rotor dynamic eccentricities, the current supply harmonics, the tangential component of the air gap magnetic forces, the rotor vibrations. . . All these studies will demonstrate that the vibroacoustic behavior of a complex and real structure is far away from what is predicted by a simple model like generally used in the literature. Finally, we intend some optimizations of the electrical machine design to reduce the vibro-acoustic levels of the complete power train for the full working range. It is shown that it is possible to reduce in a significant way the vibrations without strongly affecting the machine performances
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Picon, Thomas. "Etude de la vulnérabilité de systèmes électriques/électroniques automobiles vis-à-vis d’attaques électromagnétiques intentionnelles : analyse de risques et contre-mesures." Thesis, Bordeaux, 2019. http://www.theses.fr/2019BORD0176.
Full textAbstract:
Les interférences électromagnétiques intentionnelles (IEMI) consistent à tirer parti de la vulné-rabilité EM d’un système électronique afin de le contraindre à se mettre dans un mode de dys-fonctionnement déterminé ou non. De nombreuses sources ont été conçues depuis les années 90 et ont prouvé qu’elles sont capables de faire dysfonctionner un véhicule.Dans ce contexte, la problématique de cette thèse est de proposer une méthodologie permet-tant l’étude de la vulnérabilité des systèmes électriques ou électroniques d’un véhicule automobile vis-à-vis d’attaques électromagnétiques intentionnelles. Deux parties principales ont été néces-saires afin de proposer une méthodologie permettant de prendre en compte la menace IEMI dans la conception des prochains véhicules.La première partie a tout d’abord permis d’obtenir, par simulation numérique, les formes d’ondes des courant induits sur des faisceaux automobiles positionnés dans un véhicule pour n’importe quelle configuration d’attaque IEMI. Grâce à ces résultats, une quantification de ces courants en termes de formes d’ondes temporelles et de niveaux d’amplitude probables a été réalisée et a permis d’analyser le risque IEMI pour un constructeur automobile.La seconde partie a permis de prendre en compte la menace IEMI en développant un banc d’essai sur table conçu d’après les résultats de l’analyse de risque de la première partie. Deux solu-tions de bancs d’essais adaptés aux signaux IEMI ont été proposées afin de pouvoir tester les équipements automobiles par rapport aux IEMI probables lors d’une attaque sur véhiculeIntentional electromagnetic interferences (IEMI) consist of taking advantage of the EM vul-nerability of an electronic system in order to force it to put itself in a dysfunction mode. Many sources have been designed since the 90s and have proven that they are able to disrupt a vehicle.In this context, the goal of this thesis is to study the vulnerability of electric or electronic sys-tems of a vehicle to cope with intentional electromagnetic attacks. Two main parts were needed to propose a methodology to consider the IEMI threat in the design of the future vehicles.The first part allowed to obtain, by numerical simulation, the waveforms of the currents in-duced on automotive wire harnesses located in a vehicle for any IEMI attack configuration. Thanks to these results, a quantification of these currents in terms of waveform characteristics in time-domain and probable amplitude levels was realized and allowed to analyze the IEMI risk for a car manufacturer.The second part considered the IEMI threat by developing a table test bench designed ac-cording to the results of the risk analysis of the first part. Two test bench solutions adapted to IEMI signals have been proposed in order to test automotive equipment with the probable IEMI interferences during an attack on a vehicle
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Maker, Hattab. "Optimisation et gestion d'énergie pour un système hybride : association pile à combustible et supercondensateurs." Besançon, 2008. http://www.theses.fr/2008BESA2031.
Full textAbstract:
Ce mémoire de thèse est une contribution à la résolution du problème de l’optimisation de la gestion d’énergie dans un véhicule a pile a combustible. Ce véhicule est équipé d’une une pile de type PEMFC, utilisée comme source principale et un module de supercondensateurs comme source d’appoint de puissance. L’adaptation des niveaux de tension entre les sources et la charge dans le véhicule nécessite deux convertisseurs DC-DC, l’un de type Boost, l’autre Buck/Boost, permettant de maintenir constante la tension du bus continu et d’imposer la puissance ou le courant demandé par la charge. L’optimisation de la gestion d’énergie dans le véhicule a pour objectif d’établir une nouvelle loi de gestion d’énergie robuste et précise permettant d’améliorer les performances du véhicule en termes d’accélération et de longévité. Dans ce volet, la commande optimale sous contraintes a été adoptée. Elle a permis d’établir une gestion optimale de l’énergie provenant de la pile a combustible en tenant compte des contraintes subies par celle-ci. La commande par mode de glissement a été utilisée pour contrôler les convertisseurs DC-DC. Deux stratégies de cette commande ont été étudiées et réalisées expérimentalement : la première concerne une surface de glissement linéaire. La seconde utilise une surface de glissement munie d’une action intégrale. Ce travail a été clôturé par l’association des deux commandes pour contrôler les convertisseurs DC-DC pour forcer les deux sources du véhicule à suivre les trajectoires de référence fournies par la commande optimale. Les simulations ont permis de montrer la complémentarité entre ces deux commandesThis thesis deals with contribution to problem solving of power management in fuel cell vehicle. This vehicle is equipped with a fuel cell PEMFC, used as the main source and a supercapacitors module as an auxiliary source. The adaptation levels of the voltage between sources and load in the vehicle requires two DC-DC converters, the first is a Boost, the second is a Buck / Boost, to regulate the DC link voltage and to impose the power required by the load. With an aim of establishing an optimal control of the power management in fuel cell vehicle. It is to calculate the reference power of the supercapacitors which minimizes energy provided by the fuel cell, starting from the power demanded from the load (motorization and auxiliaries). This control law must take into account the constraints imposed on the system. These constraints relate to the limitation of the power of the fuel cell and its dynamic response. The power management in fuel cell vehicle allow to determine the reference supercapacitors pack current trajectory which is regulated by sliding mode control via the bidirectional DC-DC converter. The dc link voltage is regulated also by sliding mode control via the unidirectional DC-DC converter
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Camara, Mamadou Baïlo. "Supercondensateurs pour échange dynamique d'énergie à bord du véhicule électrique hybride : modélisation, étude des convertisseurs et commande." Besançon, 2007. http://www.theses.fr/2007BESA2060.
Full textAbstract:
Ce sujet s'inscrit dans la continuité des travaux commencés au sein du L2ES dans le cadre du programme ECCE en partenariat avec CREEBEL qui assure le financement. La plateforme ECCE est un véhicule hybride électrique série à 4 roues indépendantes d'une puissance nominale en propulsion de 120kW électrique. La source d'énergie principale est constituée de deux moteurs diesels entraînant deux alternateurs. L'énergie électrique produite alimente les 4 moteurs électriques de traction et le reste est stocké dans le pack des batteries. Cette thèse développe les stratégies de couplage énergétique entre ce pack des batteries et les supercondensateurs afin d'assurer au véhicule une dynamique de fourniture et du stockage de l'énergie électrique. Une étude bibliographique a permis de passer en revue le bilan technologique et les applications potentielles des supercondensateurs, puis d'élaborer le modèle simplifié des supercondensateurs qui traduit fidèlement le comportement des cellules durant les phases de charge et de décharge. Différentes topologies des convertisseurs DC/DC avec des stratégies originales de gestion d'énergie électrique embarquée sont traitées. Les topologies proposées sont basées sur les convertisseurs Buck-Boost et les convertisseurs DC/AC-AC/DC à étage intermédiaire haute fréquence. Pour des raisons de coût et de la disponibilité du banc ECCE, les maquettes expérimentales des topologies ont été réalisées à l'échelle réduite ( 1/10 ). Les résultats expérimentaux obtenus ont permis de comparer les performances des topologies pour deux types de commande. La stratégie de gestion d'énergie à base des correcteurs polynomiaux (RST) est comparée à celle utilisant des correcteurs PI classiques. Ces études comparatives ont permis de choisir la meilleure topologie destinée au couplage des supercondensateurs sur le bus continu du banc ECCEThis subject is the continuity of the works started at L2ES Laboratory within the framework of ECCE program in collaboration with CREEBEL which ensures the financial support. ECCE test bench is a series electrical hybrid vehicle with 4 independent wheels and a rated power of 120kW. The main energy source consists of two diesel motors and each is coupled to one alternator. The produced energy feeds 4 electric traction motors; the remainder is stored by the batteries. This thesis presents the energy coupling strategies between these batteries and the supercapacitors to ensure dynamics in energy supply and storage for the hybrid vehicle. A bibliographical study has allowed to review technical progress and the available applications of the supercapacitors. A simplified model of supercapacitors which accurately translates the behavior of the cells during the charge and discharge is developed. Several DC/DC converters topologies with original strategies of embarked power management are developed. These topologies are based on the Buck-Boost converters and DC/AC-AC/DC converters with high frequency planar transformer. For cost raisons, the experimental test benches have been designed at a reduced scale (1/10). The experimental results obtained have allowed to compare the topologies performances for two control strategies. The polynomial control strategy (RST) is compared to classical PI correctors. These comparative studies have allowed choosing the best topology intended for the supercapacitors coupling to ECCE DC-bus
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Upadhayay, Pranshu. "Conceptions de machines électriques à trajectoires de flux 3D pour application automobiles considerant la réutilisation et le recyclage des aimants." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAT103/document.
Full textAbstract:
Les travaux de recherche présentés dans cette thèse visent à développer une machine à griffes à base d'aimants permanents pour les applications automobiles avec un concept de réutilisation et de recyclage des aimants permanents. Ces recherches sont menées dans le cadre du projet DEMETER, qui s'inscrit dans le cadre des Marie Sklodowska-Curie Actions dans Horizon 2020 de l'Union européenne. Le projet se concentre sur la récupération des aimants permanents à base de terres rares utilisés dans les applications automobiles en raison des problèmes actuels de fluctuation des prix et des problèmes d’offre et de demande de ces aimants permanents.La machine à griffes est utilisée dans presque toutes les automobiles du monde pour les applications d'alternateur. Avec l'augmentation de la demande en puissance, la machine à griffes est également développée en tant que moteur-générateur utilisé dans les véhicules électriques hybrides. Actuellement, la machine à griffes à base d'aimants permanents est utilisée dans des systèmes d’hybridation légère afin de réaliser des économies d'énergie. La littérature regorge de différentes configurations de machines à griffes pouvant être développées pour obtenir de meilleures performances. Cependant, le montage et le démontage facile des différentes parties de la machine sont également importants pour la réutilisation et le recyclage des aimants. Dans ce travail de recherche, deux concepts ont été développés; premièrement, le concept de réutilisation directe, c’est-à-dire le montage / démontage facile du rotor et des aimants, de manière à pouvoir retirer facilement les aimants pour les réutiliser ou les recycler directement; deuxièmement, le concept de recyclage direct, c'est-à-dire l'utilisation d'aimants recyclés dans la machine pour obtenir les performances souhaitées.Au cours de cette recherche, la conception de base de la machine à griffes a été développée, analysée et optimisée de manière à obtenir le meilleur rapport couple / poids aimant. Cela a permis de réduire le coût des aimants pour presque le même couple. L'optimisation a été effectuée en utilisant une analyse numérique en éléments finis 3D. Le modèle optimisé a été développé de manière à ce que le processus d’assemblage des aimants et des griffes reste le même. Cependant, lors du démontage, les aimants peuvent facilement être retirés sans démonter le rotor complet; et ainsi se servir de ces aimants pour les réutiliser directement dans d'autres applications ou les envoyer au recyclage. Dans le concept de recyclage direct, les aimants utilisés dans la machine sont des aimants recyclés aux performances dégradées. Le type de processus de recyclage est un facteur déterminant de la détérioration des performances de ces aimants recyclés. L'objectif du concept de recyclage direct était d'analyser la machine avec des aimants vierges et recyclés et d'évaluer la consommation d'énergie de la machine selon différents cycles de conduite. On a observé qu'avec l'utilisation d'aimants recyclés dans la machine à griffes, la consommation d'énergie était presque identique à celle de la machine à aimants vierges. On peut donc en conclure que pour les machines à griffes à aimants permanents, l’utilisation d’aimants recyclés est plus durable pour l’environnement car elle peut entraîner une diminution à l’extraction des matériaux de terres rares. Les fluctuations des prix et les problèmes d’offre peuvent également être réduits grâce à l’utilisation accrue des aimants recyclés, même si des politiques et des normes sont appliquées.Le prototype de la machine à aimants vierges a été fabriqué et testé pour ses performances. Il a été observé que les résultats expérimentaux correspondent très bien aux résultats des analyses de conception, validant ainsi le processus de conception et la méthodologieThe research work presented in this thesis aims at developing a permanent magnet based claw-pole machine for automotive application with permanent magnet reuse and recycle concept. The aforesaid research is under the aegis of Project DEMETER which is in the framework of European Union’s Horizon 2020 Marie Sklodowska-Curie actions. The project focuses on the recovery of rare earth permanent magnets utilized in automotive applications due to the prevailing problems of price fluctuations and supply-demand issues of these permanent magnets.The claw-pole machine is employed in almost all of the automobiles in the world for alternator application. With the increase in power demands, the claw-pole machine is also being developed as a motor-generator utilized in the hybrid electric vehicles. At present the permanent magnet based claw-pole machine is being used in mild hybrid electric vehicles for energy savings. The literature is replete with various configurations of claw-pole machines that can be developed to achieve better performances. However, easy assembly and disassembly of various parts of the machine is also important for the reuse and recycle of magnets. In this research work two concepts have been developed; first, the direct reuse concept i.e. easy assembly/disassembly of the rotor and magnets, so as to easily take out the magnets for direct reuse or recycle and; second, the direct recycle concept i.e. utilization of recycled magnets in the machine to achieve the desired performance.In the course of this research the base design of the claw-pole machine was developed, analyzed and optimized so as to attain best torque versus magnet-weight ratio. This helped in the reduction of magnet cost for almost the same torque. The optimization was carried out using 3-D numerical analysis. The optimized model was developed in a way that the assembly process of the magnets and claw-poles remained the same. However, during disassembly the magnets can easily be withdrawn without disassembling the complete rotor; therefore utilizing these magnets for direct reuse in other applications or sent for recycling. In the direct recycle concept, the magnets used in the machine are recycled magnets with deteriorated performance. The type of recycling process is a strong determinant of the deterioration in performance of these recycled magnets. The aim of the direct recycle concept was to analyze the machine with virgin and recycled magnets, and evaluate the energy consumption of the machine under different drive cycles. It was observed that with utilization of recycled magnets in the claw-pole machine, the energy consumption was almost same as that of the machine with virgin magnets. Thus it can be concluded that for the permanent magnet based claw-pole machine, the utilization of recycled magnets is more sustainable for the environment as it can lead to consequential limits on the mining of rare earth materials. The price fluctuations and supply-demand problems can also be reduced with the increase in utilization of recycled magnets, albeit policy and norms are effectuated.The prototype of the machine with virgin magnets have been developed and tested for performance. It has been observed that the experimental results match fairly well with the design analysis results, hence validating the design process and methodology
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Mainnemare, Florian. "Modélisation du point de soudure électrique pour la tenue en service des structures automobiles." Thesis, université Paris-Saclay, 2021. http://www.theses.fr/2021UPAST091.
Full textAbstract:
Le point de soudure électrique est un objet de petite taille (4 à 8 mm) mais il est répété un grand nombre de fois dans la structure automobile (5000 fois environ). De plus, celle-ci ayant des dimensions de l'ordre de plusieurs mètres, il est nécessaire de mailler relativement grossièrement (taille de maille de 5 mm environ) la maquette numérique afin de limiter le coût de calcul associé aux cas de chargement de dimensionnement. Par conséquent, un modèle numérique du point de soudure électrique peu couteux est également nécessaire. Le modèle doit en outre permettre d'accéder à des champs de contrainte locaux avec la meilleurs précision possible pour l'analyse en fatigue, pour laquelle le point de soudure électrique est l’un des principaux points faibles de la structure. Or, la simplicité géométrique apparente du point de soudure électrique a conduit à utiliser des modèles souvent très simples pour le représenter qui ne permettent pas de donner une bonne estimation de la durée de vie de certains points de soudure électrique situés trop près de détails géométrique ou structuraux (bord de tôle, bord courbé, trou, autre point de soudure électrique, cordon de colle, etc.) ou bien soumis à des sollicitations mal prises en compte comme la torsion. Finalement, le modèle de point de soudure électrique doit être économe mais précis tant sur sa raideur que sur son estimation de la contrainte locale, dans toutes les configurations de chargement.Ainsi, cette thèse a pour objectif de proposer un modèle de point de soudure électrique, qui représente avec précision la raideur réelle d'une part et les grandeurs locales de contrainte d'autre part. Ce modèle doit être développé à partir des outils de calcul du commerce et s'y intégrer facilement. Il est destiné principalement à des prestations d’analyse en fatigue mais il serait avantageux qu’il puisse s’utiliser également pour de l’analyse vibratoire.Nous proposons dans ces travaux une méthodologie générique de modélisation du point de soudure électrique, dans un environnement de structure automobile plaque, pour estimer avec précision et efficacité la durée de vie en fatigue. D’une part, un modèle de connecteur de type super-élément fondé sur une modélisation volumique fine sous-jacente est proposé : ce choix permet d’obtenir une raideur équivalente représentative de celle d’un modèle volumique avec un coût évidemment moindre. D’autre part, une méthode de reconstruction de la contrainte locale à partir des déplacements du connecteur est développée. Cette méthode utilise un algorithme POD au sens de la norme énergétique qui extrait l’information d’une base d’apprentissage et la hiérarchise en fonction de sa contribution mécanique. La base d’apprentissage est construite à partir d’une bibliothèque, judicieusement choisie, de chargements qui peuvent s’appliquer sur le point de soudure électrique. Elle peut être renouvelée en fonction des évolutions géométriques ou structurelles de l’environnement du point de soudure électrique. Nous montrons que notre méthode donne une estimation précise de la contrainte, agrémentée d’un fort sens mécanique dont il serait possible de tirer avantageusement profit lors du dimensionnement à la fatigue. Le développement de ces travaux a été réalisé dans les codes commerciaux Nastran®, Abaqus® et Matlab®The electric spot weld is a small object (4 to 8 mm) but it is repeated a large number of times in the automotive structure (about 5000 times). Moreover, as the structure has dimensions of several meters, it is necessary to mesh the numerical model relatively coarsely (mesh size of about 5 mm) in order to limit the computational cost associated with the design loading cases. Therefore, a numerical model of the electric spot weld with a low-cost is required. The model must also allow access to local stress fields with the best possible accuracy for the fatigue analysis, for which the electric spot weld is one of the main weak points of the structure. However, the apparent geometrical simplicity of the electric spot weld has led to the use of very simple models to represent it, which do not give a good estimate of the lifetime of some electric spot welds located too close to geometrical or structural details (sheet metal edge, curved edge, hole, other electric spot weld, glue bead, etc.) or subjected to solicitations that are not well taken into account, such as torsion. Finally, the electric spot weld model must be at a low numerical cost but accurate both in its stiffness and in its local stress estimation, for all loading configurations.Thus, the objective of this thesis is to propose an electric spot weld model, which accurately represents the real stiffness on the one hand and the local stress quantities on the other hand. This model must be developed from commercial calculation tools and be easily integrated into them. It is mainly intended for fatigue analysis but it would be advantageous if it could also be used for vibration analysis.In this work, we propose a generic methodology for modeling the electric spot weld, in a shell automotive structure environment, to accurately and efficiently estimate the fatigue life. On the one hand, a super-element type connector model based on an underlying fine 3D modeling is proposed : this choice allows to obtain an equivalent stiffness representative of a 3D model with an obviously lower cost. On the other hand, a method for reconstructing the local stress from the connector displacements is developed. This method uses a POD algorithm in the sense of the energy norm that extracts information from a learning basis and sorts it according to its mechanical contribution. The learning basis is built from a carefully chosen library of loads that can be applied to the electric spot weld. It can be renewed according to the geometrical or structural evolutions of the electric spot weld environment. We show that our method gives an accurate estimate of the stress, with a strong mechanical sense that could be taken advantage of during fatigue design. The development of this work has been done in the commercial codes Nastran®, Abaqus® and Matlab®
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Celnikier, Yoshua. "Contribution à l'étude de la fatigue et de l'optimisation de fils de connexions électriques pour l'intégration mécatronique automobile." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2011. http://www.theses.fr/2011VERS0020.
Full textAbstract:
En électronique de puissance, les convertisseurs assurent le transfert d’énergie entre les différents organes (batterie, moteur, super-capacités…). Ils sont constitués d’un assemblage complexe et contiennent des transistors par lesquels transitent de fortes densités de courant, et au sommet desquels des fils de connexion sont soudés, acheminant le courant vers un substrat. L’auto-échauffement cyclique des composants actifs et de ces fils provoquent au sein des connexions dilatation/compression répétées, conduisant à un phénomène d’usure mécanique. L’objet de cette thèse est l’étude de la tenue en fatigue de la connexion soumise à un ensemble donné de contraintes électro-thermiques et, au regard de la compréhension du mécanisme d’endommagement, la recherche d’une optimisation de sa géométrie en fonction de l’usage, comme une solution pour l’intégration mécatronique de puissanceIn power electronics, converters ensure the energy transfer between different systems (battery, motor, super-capacitors…). Their packages are complex and include transistors by which cross high current densities. Wire connections are bonded from the top of the chip to a substrate, draining the current. Both self-heating of active devices and wires bonding provoke cyclically expansion/compression into the connections, leading to mechanical fatigue. This thesis focuses first on the fatigue resistance of the wire connection submitted to given electro-thermal stresses and, regarding the damage mechanism, secondly on the search of its optimal configuration as a function of using conditions, in order to provide a solution for power mechatronic integration
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El, Mossouess Sofiane. "Étude de la conduction des liaisons électriques en vibration ou non des systèmes embarqués." Thesis, Rennes 1, 2016. http://www.theses.fr/2016REN1S149.
Full textAbstract:
La connectique utilisée en automobile est soumise à des sollicitations vibratoires provoquant des micro-glissements répétitifs à l'origine d'importants endommagements électriques et mécaniques. Les travaux réalisés dans cette thèse ont permis de mieux comprendre les phénomènes mis en jeu lorsqu'un contact est soumis à des vibrations et ont contribué à l'évolution des connaissances et à la résolution de problèmes de connectique dans des cas spécifiques. En effet, le phénomène appelé fretting-corrosion engendre des défauts complexes dans la connectique automobile. Dans la connectique bas niveaux, il provoque une transmission erronée ou l'absence d'un signal entre les différents organes (ex : capteurs, calculateurs, etc.), tandis que dans la connectique de puissance, ce phénomène engendre des échauffements qui sont dus à l'effet Joule mais aussi à des apparitions intermittentes d'arcs électriques (> 6000 K) lors des vibrations. Ces échauffements excessifs engendrent un ramollissement des matériaux, constituant le housing (logement du connecteur). Cela peut impliquer une modification de la force de contact appliquée à ce dernier sans oublier l'accélération de l'usure mécanique entre deux parties en contact dynamique. De plus, une analyse des paramètres (courant, revêtements du substrat, épaisseurs des revêtements) qui influent sur ce phénomène a été entreprise lors de cette étudeElectrical connections used in automobiles are subject to vibration forces causing repetitive micro-sliding which is at the origin of significant electrical and mechanical damage. The thesis research performed has allowed us to better understand the phenomena in play when a contact is subject to vibrations and has contributed to the development of knowledge and to the resolution of connection problems in specific cases. In fact, the phenomenon called fretting-corrosion leads to complex faults in automotive connections. In low power level connections, it causes erroneous transmission errors or the absence of signal between different components (e.g. sensors, computers, etc.) while in power connections, this phenomenon produces heating due to the Joule Effect but also the intermittent appearance of electrical arcs (> 6000 K) during vibrations. This excessive heating causes the materials constituting the connector housing to soften. This could lead to the modification of the applied contact force of the latter and in addition, the acceleration of mechanical wear between the two parts in dynamical contact. In addition, the analysis of parameters (current, coatings of the substrate, thicknesses of coatings) which influence this phenomenon, were performed during this research
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Ly, Pascal. "Commande optimale de l'alterno démarreur avec prise en compte de la saturation magnétique." Compiègne, 2003. http://www.theses.fr/2003COMP1456.
Full textAbstract:
Nous avons présenté dans ce mémoire une méthodologie d'optimisation des lois de commande d'un alterno démarreur asynchrone. Cet outil permet de rechercher d'une part le meilleur réglage des grandeurs de commande (tension et glissement) en régime stationnaire dans les deux modes de fonctionnement combinés de l'ADI, compte tenu des objectifs à atteindre et des contraintes de l'application. D'autre part, il permet de rechercher l'espace de fonctionnement maximal de la machine, c'est à dire le couple ou la puissance en fonction de la vitesse, respectivement en mode démarreur et alternateur. Le mode d'alimentation sinusoi͏̈dal est privilégié, mais le fonctionnement en surmodulation est aussi envisagé à forte vitesse, pour imposer le flux optimal lorsque la limitation en tension du réseau de bord est atteinte. Pour garantir la robustesse de la commande, une méthode d'identification hors ligne tenant compte de la saturation magnétique y est présentéeThis report deals with a method to research optimal control laws of an induction starter generator. The developed method allows to seek the best references (voltage and slip frequency) in steady state in starter and generator modes in order to reach the objectives and respect constraints. This method allows also to reach the maximal working space of the machine: torque or power in relation to the speed. The sinusoidal drive is favorite but surmodulation drive is also considered for high speeêl in order to impose the flux even if limit voltage of the battery is reach. Ln order to warrant the robustness of the control, an off line identification of the machine parameters is proposed taking into account magnetic saturation of the inductances
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Dudezert, Christophe. "Fatigue des batteries Li-ion dans le cadre d'une utilisation véhicule électrique : impact des conditions d'utilisation sur le vieillissement." Paris 11, 2009. http://www.theses.fr/2009PA112350.
Full textAbstract:
L'essor des batteries Li-ion, ces dernières décennies, a largement contribué à la mise en place de standards en termes de mobilité. La course à la miniaturisation et à la performance a alors priviligié l'élaboration de systèmes de stockages sûrs et à fortes autonomies plutôt que durables. L'utilisation de ces batteries, dans le cadre d'une application automobile, pour lesquels les cycles de vie se définissent sur des périodes de 6 à 15 ans, bouscule ces standards. Vis-à-vis de cette application, le vieillissement est devenu un critère de premier plan dans le choix d'une technologie. De ce constat naît la nécessité de developper des outils théoriques et expérimentaux capables d'évaluer et de garantir une durée de vie en service de la batterie. Étant donné la diversité des usages automobiles, la nécessité d'une caractérisation rapide et la complexité inhérente aux systèmes Li-ion, la problématique du vieillissement d'une "batterie véhicule" a été abordée selon une approche "fatigue" électrochimique, inspirée des études de fatigue mécaniqueThe development of Li-ion, in recent decades has contributed to the establishment of standards in terms of mobility. The demand for miniaturization and performance then favored the develpment of secure storage systems and high autonomy, rather than sustainable. The use of these batteries, as part of an automotive appliaction, for which cycle life are defined for periods of 6 to 15 years, pushes the standards. For this application, aging has become a leading criterion in choosing a technology. From this observation arises the need to develop theorical and experimental tools able to assess and ensure a long service life of the battery. Given the diversity of uses in automotive domain, the need for rapid characterization and complexity inherent in the Li-ion systems, the aging problem of a "vehicle powertrain" has been addressed by an elctrochemical "fatigue" approach inspired from mechanical fatigue studies
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Olivas, Carrion Marc. "Communications sur le réseau d'énergie électrique d'un véhicule : modélisation et analyse du canal de propagation." Lille 1, 2006. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2006/50376-2006-Carrion.pdf.
Full textAbstract:
Actuellement, l'électronique se généralise dans le domaine automobile grâce à l'introduction de réseaux embarqués dans les véhicules. Afin de limiter l'implantation de nouveaux câbles pour des questions de coûts, poids et surtout fiabilité, une solution consiste à transmettre les informations sur le réseau d'énergie des véhicules en utilisant les techniques de courants porteurs en ligne (CPL) Cette thèse porte sur la caractérisation et la modélisation de ce type de canal de propagation pour des transmissions large bande tant d'un point de vue fonction de transfert que bruit électromagnétique. Notons que chaque toron d'un faisceau automobile est constitué d'un nombre de fils variant entre trois et cinquante, représentant une longueur totale de plusieurs kilomètres. Une approche déterministe basée sur la topologie électromagnétique est tout d'abord considérée pour calculer la fonction de transfert du canal entre deux points du faisceau de câbles Ce modèle déterministe a été validé par de nombreuses campagnes de mesures sur différents véhicules et nous a permis de bâtir un modèle stochastique qui, intégré dans les simulateurs de liaison, permet de tester les performances des systèmes Le bruit impulsif a été caractérisé dans les domaines temporel et fréquentiel. Une étude menée sur la récurrence des impulsions a montré que les phases d'accélération et de freinage sont, pour une grande part, à l'origine de ce bruit.
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Boujelben, Majed. "Etude énergétique et environnementale d'un véhicule hybride en vue de l'optimisation du microbus GRUAU." Lyon, INSA, 2009. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2009ISAL0051/these.pdf.
Full textAbstract:
Les bus urbains doivent réduire leurs émissions locales en l'occurrence le bruit, les polluants et les gaz à effet de serre. Dans ce contexte, la motorisation hybride peut présenter une solution technologique assez intéressante. Dans le cas concret de notre étude, le véhicule étudié est un microbus full-hybride série rechargeable de l'entreprise GRUAU. Théoriquement, ce microbus présente de fortes potentialités. Mais lors de son exploitation, quelques problèmes sont apparus et qui ont freiné son déploiement. La société a alors engagé une démarche d'analyse et de compréhension pour optimiser le fonctionnement de ce microbus en développant une étude graduelle, basée sur un lien fort entre expérimentations et simulations. Les optimisations ont porté sur la modification des lois de gestion d'énergie et sur le remplacement de la batterie et sur la gestion des démarrages du moteur thermique. Avec l'ensemble des optimisations proposées, les bilans énergétiques comparatifs, entre les microbus hybride et diesel, effectués pour un usage journalier ont prouvé l'avantage de la version hybride en termes de consommation de carburant et par la suite des émissions de CO2Urban buses must deal with the challenge of decreasing local discharges such as air pollution and noise. Hybrid driveline could be a technological response to these requirements. In this context, the GRUAU company in Laval France, a body-constructer for light commercial vehicles, is manufacturing a full-hybrid plug-in microbus. Theoretically, this vehicle presents many advantages but some problems appeared when used. That's why; GRUAU engaged a study based up on experiments and simulations to analyze and to optimize the vehicle energetic behavior. In this study, we succeeded to improve the vehicle's autonomy control while minimizing its fuel consumption. Some other prospects were also explored such as the replacement of the NiCd battery and the control of the ICE starting. With the whole of suggested optimizations, the energy assessments between the hybrid and the diesel microbus, carried out for a daily use, proved the advantage of the hybrid version in terms of fuel consumption and thereafter in terms of CO2 waste
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Tran, Thanh-Ha. "Études thermiques du stockeur d'énergie électrique automobile." Thesis, Valenciennes, 2014. http://www.theses.fr/2014VALE0009/document.
Full textAbstract:
Le but de la thèse est de développer d’une part, une méthode permettant de quantifier la chaleur générée par la cellule de manière précise. D’autre part, il s’agit d’évaluer la performance thermique d’un panel de solutions de refroidissement pour les batteries destinées à des applications HEV/PHEV/EV. La première partie de ce rapport présente une méthode d’estimation de la chaleur globale de la cellule, permettant de prendre en compte la chaleur ohmique et la chaleur entropique. Ce modèle d’estimation de perte est couplé à un modèle thermique 2D afin d’estimer la température de la cellule. La température obtenue par simulation pour une cellule LiNi0.8Co0.15Al0.05O2/graphite 22 Ah correspond très bien aux mesures expérimentales. Dans la deuxième partie du rapport, la performance thermique de plusieurs solutions de refroidissement (refroidissement à air, refroidissement par matériau à changement de phase (MCP) et refroidissement par caloduc) pour la batterie a été évaluée expérimentalement sous plusieurs puissances de perte et plusieurs conditions de ventilation. Le refroidissement par caloduc s’est révélé d’être une solution efficace, même sous des conditions de ventilation critiques. Quant à la solution de refroidissement par MCP, le prototype qui a été expérimenté a une faible performance thermique. Cela est principalement dû à la faible conductivité thermique de la formulation MCP utilisée. Toutefois, l’utilisation d’autres formulations alternatives de MCP est envisageable. Les résultats de simulation montrent que ces formulations permettraient une amélioration significative de la performance thermique du système de refroidissement par MCPLithium-ion batteries, characterized by their high energy and power density, are highly recommended as power sources for electrified vehicles (HEV/PHEV/EV). However, lithium-ion batteries are very sensitive to their environment and are prone to thermal runaway at high temperature. The goals of this thesis are to develop an accurate lithium-ion cell heat loss calculation method and to investigate the thermal performance of several cooling solutions for HEV/PHEV/EV batteries. The first part presents a global heat calculation procedure for lithium-ion cell which takes into account both the polarization heat and the entropic heat. This heat generation model was coupled with a cell two-dimensional thermal model in order to predict the cell’s temperature. Temperature estimations obtained by simulation for a 22 Ah LiNi0.8Co0.15Al0.05O2/graphite cell showed a very good agreement with experimental results. In the second part, thermal performances of several cooling solutions for HEV/PHEV/EV batteries (air, phase change material (PCM) and heat pipe) were evaluated experimentally under several heat rates and cooling conditions. Heat pipe cooling was found to be a promising cooling solution which works efficiently even under low rate ventilation cooling condition. The experimented PCM cooling system had very poor thermal performance, mainly due to the low thermal conductivity of the used PCM formulation. However, simulations showed that significant improvement could be achieved by using another alternative PCM formulation
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Baysset, Guillaume. "Modélisation et simulation thermique de différentes architectures de chaine de traction d'un véhicule hybride." Electronic Thesis or Diss., Ecole centrale de Nantes, 2022. http://www.theses.fr/2022ECDN0022.
Full textAbstract:
Afin de réduire les émissions de polluants et de CO2 les constructeurs automobiles se tournent de plus en plus versdes solutions de chaîne de traction électrifiées. Cette électrification des véhicules augmente la complexité des systèmes à concevoir. Les outils MBSE basés sur une approche système peuvent être utilisés pour gérer cette complexité grandissante. Une optimisation globale nécessite de s’intéresser aux trois niveaux de conception suivants : architecture, composant et contrôle. L’objectif de cette thèse est de développer une méthode d’optimisation globale pour la conception de systèmes de refroidissement pour véhicules hybrides. A partir d’un jeu de composants et d’exigences systèmes à satisfaire, la méthode commence par générer automatiquement toutes les solutions possibles. La génération d’architectures est basée sur un concept d’arbre de décision. Chaque solution est ensuite optimisée d’un point de vue énergétique sous des contraintes hydrauliques, thermiques et d’intégration. Enfin, une optimisation multicritère permetd’aider les ingénieurs à prendre des décisions sur les choix de solution en phase amont de projet. L’application de la méthode globale d’optimisation de circuit de refroidissement pour véhicule HEV sur un projet existant chez Renault a montré que le système est porté par ses exigences. Une modification des exigences système est susceptible de modifier la solution d’architecture système optimale par rapport au cahier des chargesTo reduce CO2 and pollutant emissions, automotive manufacturers tend to turn increasingly towards electrified powertrains solutions, such as Hybrid Vehicles (HEV). Model Based System engineering (MBSE) and computational tools are useful to support the development of HEV systems. Global optimization needs to investigate the following system design level: architecture, component and control. The aim of this thesis is to develop a global optimization framework to design cooling system for hybrid vehicles. The methodology starts from a set of component and system requirements to automatically generate all possible system architectures. The generation of solution is based on a concept of decision tree. An energentical optimisation under hydraulic, thermal and integration cosntraitns is done on each solution generated. Finally, amulticritetria optimization is used as decision making tool to support engineers on system archtiecture choices early in the development process. This framework has been applied on a Renault project. Results showed that the system is highly dependent on its requirements. Changing system requirements can potentially modify the optimal system architecture regarding the system specifications
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Freitas, Salgueiredo Camila. "Biomimicry and the low carbon vehicle : generation of innovative bio-inspired concepts using the C-K theory." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLE021/document.
Full textAbstract:
Le biomimétisme ou conception bio-inspirée est une approche qui propose l'utilisation du vivant en tant que source d'inspiration pour améliorer ou concevoir de nouvelles technologies. Intégrer la conception bio-inspirée au processus d'innovation des entreprises pourrait ainsi permettre la génération de concepts à la fois innovants et durables.Cette thèse, réalisée au sein de Renault avait deux objectifs: comprendre les mécanismes de la conception bio-inspirée et les appliquer à un cas concret dans l'automobile pour stimuler la génération de concepts en rupture.Pour comprendre les mécanismes de la bio-inspiration, nous nous sommes appuyés sur la littérature scientifique ainsi que sur les inventions et concepts bio-inspirés. Pour analyser le raisonnement de conception de ces exemples, nous avons choisi une théorie de la conception, la théorie C-K. Le cadre issu de la théorie C-K nous a permis de proposer un modèle général pour la conception bio-inspirée.Nous avons appliqué ce modèle au champ d'innovation du véhicule décarboné. Ce champ traite des questions liées au développement d'innovations permettant aux véhicules de réduire leur empreinte environnementale, principalement par la réduction des émissions de dioxyde de carbone (CO2), un puissant gaz à effet de serre qui contribue également au phénomène du changement climatique. L'identification des voies où la rupture serait nécessaire a débuté par la réalisation d'un arbre des concepts, à l'aide des connaissances internes disponibles en entreprise auprès des experts leaders. Un travail de réorganisation de ces concepts et la création d'une base de connaissances rassemblant articles scientifiques et expertises sur le sujet des émissions de gaz à effet de serre ont été effectués. Ce travail a permis de cartographier le champ d'innovation du véhicule décarboné. Les véhicules multi-énergies ont été la voie choisie pour la recherche de concepts bio-inspirés.Une recherche générale sur l'énergie dans le vivant nous a conduits à identifier l'énergie dans les cellules animales et particulièrement chez les humains comme une base de connaissances biologiques particulièrement intéressante. L'énergétique humaine possède un certain nombre de propriétés qui pourraient permettre une révision des connaissances sur les véhicules multi-énergie, notamment sur le stockage et la transformation d’énergie. La performance sportive humaine s'est aussi révélée être une base de connaissances intéressante par les différentes techniques utilisées pour les entrainements et en course afin de mieux mobiliser des sources d'énergie.L'application du modèle du processus de bio-inspiration avec C-K nous a conduit à formuler un concept inspiré des observations réalisées sur des coureurs pendant des courses supérieures à 1 500m. En effet, les profils de vitesse enregistrés pour des athlètes indiquent qu'une variation de vitesse est choisie par le coureur pour lui permettre de mieux utiliser ses réserves anaérobies limitées. Pour un véhicule, ceci pourrait impliquer qu'une variation de vitesse pourrait conduire à des meilleurs résultats en termes de consommation de carburant qu'une vitesse stabilisée. Ce concept a été exploré dans cette thèse à l’aide de la réalisation d'essais sur piste et des simulations avec des modèles numériques. Ces explorations montrent le potentiel de ce concept pour des véhicules conventionnels et aussi ses limitations.Ces travaux ouvrent des perspectives pour la gestion d'énergie des véhicules considérant la façon dont l'énergie est produite, stockée et utilisée chez le vivant. Les systèmes énergétiques étudiés par la physiologie humaine représentent un terrain intéressant pour le développement de véhicules adaptables à différents cas d'utilisation. De plus, l'étude du processus de la bio-inspiration a permis d'éclairer les raisons de faire appel à cette démarche et les conditions qui permettraient son application plus systématique dans les processus d'innovation en entrepriseBiologically inspired design, also called bioinspired design, biomimetics or biomimicryproposes the use of Nature, or biological knowledge, as a source of inspiration to improve orconceive new designs. Integrating the biologically inspired design approach into theinnovation process of companies could then allow the generation of more innovative and sustainable concepts.This thesis, realized during three years at a French automaker (Renault) research and development department had two objectives: to understand the mechanisms of the biologically inspired design and to apply this approach to a case belonging to an innovation field of the automotive sector.In order to understand the mechanisms of biologically inspired design we studied theliterature about bio-inspired concepts and inventions.We have chosen a design theory, the C-K theory, to analyse the design process of these literature examples. This allowed us to propose a model for bio-inspiration.We applied this model inspired by the C-K theory to the low carbon vehicle innovation field.This field includes the development of innovations allowing passenger cars to reduce theirenvironmental footprint, mainly the reduction of carbon dioxide (CO2) emissions. Thecarbon dioxide is a greenhouse gas that contributes to the climate change phenomena. Theidentification of the path where concept partitioning is required in this field began with theconstruction of a concepts space, using knowledge of company experts on the subject.Reorganizing these concepts and building a knowledge base on the strategies for CO2 emissions allowed us to map this innovation field. The vehicles with more than oneenergy source, such as electrified internal combustion engine vehicles and hybrid vehicleswere the path chosen for the research of bio-inspired concepts.A research about energy in nature led us to identify the energy in animal cells, particularlythose in humans as an interesting biological knowledge base. Human energy properties suchas cells with more than one kind of energy storage, with at least two metabolic pathways torecharge these stores are interesting to revise the knowledge about energy store andconversion in multi-energy vehicles. Besides, the human sportive performance has appearedto be an interesting knowledge base, as the training techniques and the running techniquesduring a race can influence the way athletes use their energy.These two biological bases have led us to formulate a bio-inspired concept based on therunning patterns observed in runners during races superior to 1500~m. The speed profilesrecorded show a spontaneous speed variation chosen by the runner, in order to better use itslimited anaerobic energy stores. For a vehicle, this could mean that varying its speed couldallow a lower fuel consumption than using a constant speed. This bio-inspired concept wasexplored in this thesis with the realization of tests in a dedicated test track and simulations. These tests show the potential of this concept for conventional vehicles and its limitations.This work opens the way for analysing the vehicle energetics in the light of human energetics.The versatility of human activities could help on the development of vehicles adapting todifferent use cases. Further research could also use the knowledge about the dynamic modelling of energy in vehicles to complete the empirical approaches used to model the human energy management, allowing a betteroptimization of running strategies. The study of the bio-inspiration process using a designtheory also allowed a better comprehension of the reasons for using this approach and of theconditions for successfully applying it in the innovative process of a company
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Chauris, Nicolas. "Analyse par voies expérimentales et numérique de phénomènes thermohydrauliques au sein de caloducs plats : évaluation des performances en vue du refroidissement des batteries de véhicules électriques." Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2011. http://www.theses.fr/2011ESMA0008.
Full textAbstract:
L'implantation en masse de véhicules électriques dans le parc automobile français et/ou mondial répresente un changement conséquent dans le secteur automobile. Renault a fait le choix d'être l'initiateur de ce changement en réduisant au maximum les contraintes liées à ce type de véhicule. Une de ces contraintes majeures est la durée de charge des batteries, l'autre étant leur autonomie. Renault veut mettre en place des dispositifs de charge rapide permettant de réduire cette durée à environ 15 minutes. Pour cela, des puissances électriques très élevées doivent circuler dans les batteries et génèrent ainsi des dissipations thermiques importantes. Pour satisfaire ces contraintesthermiques mais également optimiser celles liées à l'encombrement, au coût, à la durée de vie et à la sécurité du dispositif de refroidissement, les solutions classiques de refroidissement gazeux ou liquide semble moins adaptés que d'autres solutions innovantes telles que le refroidissement par diffuseur thermique diphasique. Un diffuseur thermique diphasique a donc été conçu pour s'adapter à cette application. Un banc expérimental a été réalisé afin d'évaluer ses performances, mais également d'analyser son comportement et distinguer l'influence de plusieurs paramètres de premier ordre. Pour aider à cette analyse, des travaux de modélisation hydrauliques et thermiques ont été menés. Enfin, un démonstrateur a été réalisé dans les locaux de Renault pour le refroidissement de quatre modules de batteries avec deux diffuseurs thermiques diphasiques. Les résultats se sont montrés encourageant et ont permis d'ouvrir une voie de développement des systèmes diphasiques dans ce secteur industrielThe emergence of electrical motor vehicles en the French and/or Worldwide fleet stands for a real change in the automotive. Renault made the choice to initiate this change by reducing considerably the constraints linked to this kind of vehicle. One of these major constraints is the batteries loading duration; the other is their autonomy. Renault wants to establish some fast load devices allowing to reduce the loading duration to fifteen linutes approximately. For this, very high electrical powers must pass throuh the batteries, thus generating high heat losses. Considering these thermal stresses while minimizing the size, the cost of the cooling devices, and maximizing their life and safety, classical cooling solutions, such as gaseous or liquid convection, seem to be less suitable than other innovative solutions, such as cooling two-phase thermal spreaders. A two-phase heat spreader has thereby been designed in the context of this thesis in order to respond to this application. An experimental bench has been set-up in order to study the performances of the spreader, and to analyse its operations and distinguish the first order influence of several parameters. To assist this analysis, some specific hydraulic and thermal model approaches have been carried on. Finally, a demonstrator has been produced within the buildings of Renault, dedicated to the cooling of a four batteries pack by means of two heat spreaders. The experimental results are encouraging and permit to conceive the development of two-phase heat spreaders in this industrial sector
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Boucharel, Paul. "Conception des lois de commande optimales pour l'amélioration de l'efficacité globale d'une chaîne de traction automobile." Toulouse, INPT, 2003. http://www.theses.fr/2003INPT060H.
Full textAbstract:
L'objectif premier des travaux thèse est de réduire la consommation d'essence d’un véhicule hybride parallèle en réponse à une requête du conducteur. Après modélisation des transferts énergétiques au sein du véhicule, des algorithmes de contrôle locaux ont été développés pour déterminer le rapport de boîte et la répartition optimale de couple entre les motorisations en minimisant un critère incluant les aspects de consommation et d'agrément de conduite. Un second point consiste à déterminer les comportements optimaux d'un véhicule sur un trajet connu a priori. Une optimisation globale permettant de déterminer la consommation minimale a été développée. L'analyse des résultats permet alors, avec un système de navigation, d’améliorer les algorithmes locaux pour mieux gérer les changements de rapport et le niveau de charge de la batterie. Pour valider cette approche, des tests de prototypage rapide et des test sur véhicule ont été réalisésThe main aim of the study is to determine the minimal fuel consumption of a parallel hybrid vehicle that fulfill the driver's request. First, a model representing the energy flows inside the vehicle was set. Then local control algorithms were developed to determine the optimal gear ratio and torque repartition between the motors by minimizing a criterion including consumption and driveability aspects. A second point of the thesis consists in extracting the optimal behavior of the car on a planned trip. A global optimization that computes the minimal consumption on the planned trip was developed. Considering a vehicle with a navigation system, the analysis of the results allows to improve the gear ratio and the battery charging management of the local algorithms. Fast prototyping tests and vehicle tests were made to validate this approach
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Meddour, Aissam Riad. "Optimisation du dimensionnement et la conception d'une chaine de traction (Batterie-Moteur) pour un véhicule électrique." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2024. http://www.theses.fr/2024UPAST018.
Full textAbstract:
Dans une perspective de se détacher de la dépendance des énergies fossiles, plusieurs nations pousse l'adoption de l'électrification des moyens de transport afin de réduire la pollution par gaz à effets de serre dont le transport est tenu responsable de plus de 20% de la totalité des émissions de CO2. Dans ce contexte, plusieurs constructeurs automobiles, élargissent leurs catalogues de véhicules en y insérant de plus en plus de véhicules électriques afin de suivre les règlementations mises en place qui, par exemple visent à ne plus vendre de véhicules thermique dans l'union européenne à partir de 2035. Toutefois il n'est pas aussi simple de concurrencer les performances ainsi que les prix des véhicules thermiques déjà dans le marché. Ainsi, afin de détourner l'intérêt du client vers l'électrification du transport, il est primordial de se lancer dans une optimisation de la chaine de traction du véhicule. Dans ce contexte, les travaux menés lors de cette thèse, visent à modéliser la chaine de traction le plus fidèlement possible afin d'optimiser ses performances dans le but d'accroitre sa durée de vie tout en minimisant son cout de construction. Pour cela des modèles multi-physique du moteur et de la batterie ont été construit, afin de prendre en compte les différents comportement électrique et thermique qui peuvent influencer leurs performances et durée de vie. Les deux modèles multi-physiques ont été lié entre eux de façon à tenir compte des interactions qui ne peuvent pas être négligé dans cette étude. Et l'évaluation de leurs performances à l'aides des modèles empirique, éléments finis et analytique ont été analysés et introduit dans l'algorithme d'optimisation génétique qui aura pour but de varier les paramètres optimisables qu'on choisit afin de réduire le cout de la chaine de traction considéré tout en maximisant sa durée de vie afin de pouvoir concurrencer les véhicules thermiques proposées dans le marchéIn a perspective to get away from the dependence on fossil fuels, several nations are pushing the adoption of electrification of the means of transportation in order to reduce the pollution by greenhouse gases of which the transportation is held responsible for more than 20% of the total CO2 emissions. In this context, several car manufacturers are expanding their vehicle catalogs by inserting more and more electric vehicles in order to follow the regulations in place which, for example, aim to no longer sell thermal vehicles in the European Union from 2035. However, it is not so easy to compete with the performance and prices of combustion engine vehicles already on the market. Thus, in order to divert the customer's interest towards electrification of transport, it is essential to optimize the vehicle's powertrain. In this context, the work carried out during this thesis, aims at modeling the drive train as accurately as possible in order to optimize its performance in order to increase its life while minimizing its construction cost. For this purpose, multiphysics models of the motor and the battery have been built, in order to take into account, the different electrical and thermal behaviors that can influence their performance and lifetime. The two multiphysics models have been linked together in order to take into account the interactions that cannot be neglected in this study. And the evaluation of their performances with the help of empirical, finite element and analytical models have been analyzed and introduced in the genetic optimization algorithm that will aim to vary the optimizable parameters that are chosen in order to reduce the cost of the considered drive train while maximizing its lifetime in order to be able to compete with thermal vehicles proposed in the market
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Idrissi, Hassani Azami Hamza. "Commande Prédictive optimale temps-réel, appliquée au contrôle de véhicules automobiles hybrides connectés à leurs environnements." Thesis, Toulouse, INPT, 2018. http://www.theses.fr/2018INPT0105.
Full textAbstract:
Le domaine automobile a été l’un des secteurs les plus émetteurs de CO2 durant le dernier siècle. La solution envisagée, pour limiter les émissions de gaz à effet de serre des véhicules, est l’électrification de la chaîne de traction. Le véhicule hybride électrique présente le meilleur compromis pour relever les défis écologiques de l’industrie automobile. La chaîne de traction hybride électrique est composée de deux moteurs : un moteur à combustion interne, alimenté par du carburant, et un moteur électrique alimenté par une batterie. Ces deux moteurs doivent assurer la demande en puissance du conducteur. La répartition d’énergie entre les deux moteurs en temps réel se fait alors dans le but de minimiser la consommation de carburant. Cette thèse propose l’étude d’une méthode basée sur l’optimisation visant à rechercher la combinaison la plus efficace des deux moteurs. La méthodologie proposée cherche à concilier la recherche d’un optimum mathématique avec les contraintes du contexte temps-réel, en utilisant la théorie du contrôle optimal et le Principe du Maximum de Pontriaguine. La recherche d’un optimum mathématique suppose la connaissance d’une prédiction sur les demandes de puissances futures du conducteur. La méthode proposée se base sur la connectivité du véhicule (GPS intelligent eHorizon par exemple) pour former cette prédiction. Dans un premier temps, la méthode est étudiée avec l’hypothèse d’une prédiction complètement fiable. A travers des comparaisons par simulation, nous avons pu constater que la méthode proposée peut atteindre l’optimum global que fournit un algorithme de programmation dynamique. En formulant le problème d’optimisation avec différentes hypothèses plus ou moins simplificatrices sur le modèle de la batterie, il s’avère que l’utilisation d’un modèle à tension constante n’altère pas l’optimalité de la solution, si la capacité énergétique de la batterie est assez élevée. L’utilisation de ce modèle simplifié permet d’accélérer les calculs, notamment quand il faudra prendre en compte les incertitudes des prédictions. Sous l’hypothèse de prédictions fiables, la méthode montrera une robustesse par rapport aux imprécisions du modèle utilisé. Pour prendre en compte les incertitudes de la prédiction des demandes de puissances du conducteur, le modèle proposé met en jeu des variables aléatoires. En utilisant le Principe du maximum de Pontriaguine, les incertitudes des prédictions n’affectent la consommation de carburant qu’à travers l’état de charge de la batterie en fin de parcours. Au lieu de valider une prédiction en la comparant aux valeurs réelles de la demande de puissance, l’incertitude est reportée sur l’énergie électrique et l’état de charge final de la batterie. Le modèle probabiliste des prédictions détermine la longueur de l’horizon de prédiction à utiliser. Des prédictions normalement distribuées, et des prédictions basées sur chaînes de Markov sont étudiées. Ces deux modèles permettent d’avoir des horizons de prédictions de 2-3 min sur lesquels notre méthode d’optimisation basée sur le contrôle optimale est appliquée en temps réel. La méthode probabiliste proposée est générale, et n’est pas limitée aux modèles probabilistes étudiés. A partir des principes exposés dans cette thèse, en augmentant la précision du modèle probabiliste des prédictions, il sera possible d’utiliser de plus grands horizons de prédictions, ce qui signifie de meilleures économies de carburant et moins d’émissions de CO2The automotive sector has been one of the most CO2 emitting sectors over the past century. The solution considered, to limit vehicle emissions, is the electrification of the power train. The hybrid electric vehicle offers the best compromise to meet the ecological challenges of the automotive industry. The hybrid electric powertrain consists of two engines: an internal combustion engine, powered by fuel, and an electric motor powered by a battery. These two motors must ensure the driver's power demand. The energy is distributed between the two engines in real time in order to minimize fuel consumption. This thesis proposes the study of an optimization-based method to find the most efficient combination of the two engines. The proposed methodology seeks to reconcile the search for a mathematical optimum with the constraints of the real-time implementation, using the theory of optimal control, and the Pontryagin Maximum Principle. The search for a mathematical optimum presupposes the knowledge of a prediction on the driver's future power demands. These predictions can be formed through the vehicle's connectivity (intelligent GPS e-Horizon for example). First, the method is studied with the hypothesis of a completely reliable prediction. Through simulation comparisons, we have found that the proposed method can achieve the global optimum provided by a dynamic programming algorithm. By formulating the optimization problem with different simplifying assumptions on the battery model, it appears that the use of a constant voltage model does not alter the optimality of the solution, if the battery's energy capacity is high enough. The use of this simplified model may help to speed up calculations, especially when it is necessary to consider the uncertainties of predictions. Moreover, under the assumption of reliable predictions, the method shows robustness to the inaccuracies of the model used. To take into account the uncertainty of the power demands prediction, random variables are introduced in the model. Using the Pontryagin Maximum Principle theorem, the uncertainties of the predictions affect fuel consumption only through the battery’s state of charge at the end of the trip. Instead of validating a prediction by comparing it with the actual values of the power demand, the uncertainty is transferred to the electrical energy and the final state of charge of the battery. The predictions probabilistic model determines the predictions horizon length. Normally distributed predictions, and predictions based on Markov chains are studied. These two models allow prediction horizons of 2-3 min over which our optimization method based on optimal control is applied in real time. The proposed probabilistic method is general and is not limited to the probabilistic models studied. Based on the principles outlined in this thesis, by increasing the accuracy of the predictions model, it will be possible to use larger prediction horizons, which means better fuel economy and lower CO2 missions
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Hafez, Névine. "Conditions d'équilibre et gestion d'unités de transport en libre service avec demandes aléatoires." Metz, 1999. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1999/Hafez.Nevine.SMZ9926.pdf.
Full textAbstract:
L'objet de cette thèse est la résolution des problèmes de gestion qui se posent lors de l'utilisation d'un système de voitures électriques mises en libre service en complément des transports en commun. Au bout d'un certain nombre de courses, il se peut qu'un site soit incapable (à cause du nombre limite de places de parking) d'accueillir de nouvelles voitures. La situation inverse peut aussi se produire ; c'est le cas lorsqu'un site est dans l'incapacité de répondre aux demandes des clients et de leur fournir des voitures. Nous proposons deux méthodes afin de redistribuer les voitures présentes dans les sites. La première, appelée redistribution préventive, comprend trois étapes. Grâce à la simulation, nous déterminons le moment ou une redistribution est nécessaire. Ensuite, par le biais de la programmation linéaire, nous calculons le nombre de voitures qu'il faut déplacer. Finalement, nous établissons les trajets que les camions (qui transportent les voitures) doivent suivre. La seconde méthode, appelée redistribution permanente, consiste à faire passer cycliquement un camion dans les différents sites, et à chaque passage de celui-ci, à prendre une décision. Le second problème considéré est la recharge de voitures électriques. Nous calculons un seuil de disponibilité au dessous duquel les voitures ne sont pas autorisées à quitter le site, et ceci afin de limiter les pannes d'énergie pendant les courses. Nous enchaînons avec le problème de la gestion des plots de recharge. Ce problème apparaît lorsque le nombre de plots est inférieur au nombre de voitures présentes. Nous déterminons le moment ou le processus de recharge d'une voiture pouvant être interrompu, la voiture peut alors être déplacée et laisser la place à une autre voiture. La dernière partie de ce travail consiste à regrouper les différents logiciels développés précédemment et à fournir un logiciel de simulation intégrant tous les aspects du programme
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Chabot, Franck. "Contribution à la conception d'un entraînement basé sur une machine à aimants permanents fonctionnant sans capteur sur une large plage de vitesse : application au véhicule électrique." Toulouse, INPT, 2000. http://www.theses.fr/2000INPT006H.
Full textAbstract:
Dans la première partie du mémoire, l'auteur étudie les différentes stratégies de contrôle de la machine à aimants permanents, utilisables pour parvenir à un fonctionnement à couple imposé dans une large plage de vitesse. Il propose notamment des stratégies originales basées sur les techniques d'optimisation. Dans la deuxième partie, il étudie les problèmes induits par la simplification et/ou la suppression du capteur de position du rotor de la machine en considérant la charge particulière que constitue un véhicule automobile. Il présente et analyse différentes méthodes pour résoudre ce problème sur toute la plage de vitesse y compris le démarrage. L'étude est menée essentiellement par simulation mais certains aspects du problème font l'objet de validations expérimentales sur un dispositif existant. Il précise également le domaine de validité de ces différentes méthodes ainsi que leur adéquation aux moyens disponibles pour la mise en oeuvre. Dans la dernière partie, après avoir analysé le cahier des charges correspondant à la propulsion d'un véhicule automobile électrique, l'auteur propose une méthode systématique de dimensionnement des machines à aimants devant répondre à ce cahier des charges. Cette méthode, où interviennent notamment des caractérisations de la machine par schémas magnétiques équivalents et par calcul du champ, prend aussi en compte les éléments relatifs à la commande, issus des analyses des parties précédentes. La procédure est validée sur une machine existante et plusieurs autres solutions, qui se distinguent par le nombre de pôles où la structure électromagnétique sont proposées.
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El, Khoury Georges. "Etude et simulation de systèmes de climatisation adaptés aux véhicules hybrides." Paris, ENMP, 2005. http://www.theses.fr/2005ENMP1357.
Full textAbstract:
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 européennesThis 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
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Gimeno, Anthony. "Contribution à l'étude d'alternateurs automobiles : caractérisation des pertes en vue d'un dimensionnement optimal." Compiègne, 2011. http://www.theses.fr/2011COMP1923.
Full textAbstract:
L’arrivée de normes anti-pollution de plus en plus strictes ainsi que l’augmentation du prix du pétrole poussent les équipementiers et les constructeurs automobiles à la recherche de solutions de plus en plus propres pour l’avenir. Cette thèse s’inscrit dans ce contexte et se veut être une contribution à l’amélioration du rendement de la fonction génératrice automobile au sein d’un véhicule à propulsion thermique. Pour se faire, deux approches sont envisagées. Au cours de la première approche, une étude est réalisée sur la machine actuelle ainsi que sur les candidates à son remplacement. Afin de cibler et de comprendre l’évolution des différentes pertes, une modélisation analytique et énergétique de celle-ci est faite et une étude sur cycle VDA est réalisée. Nous soulignons l’importance des pertes fer dans une structure à griffes et étudions de ce fait l’influence de différents facteurs sur cette évolution. L’intérêt d’un couplage triangle au stator en termes de perte fer est souligné et l’apport d’un courant circulant à vide en termes de perte Joule est quantifié. Une étude est de plus réalisée sur la complémentarité d’une approche expérimentale et éléments finis sur une répartition des pertes fer stator / rotor à vide. Enfin, l’impact du redresseur sur la propagation des pertes fer est étudié. La deuxième approche nous conduit au dimensionnement d’une structure hybride à rotor bobiné et aimants inter polaires. Dans cette étude, nous proposons un couplage entre un dimensionnement analytique et éléments finis à travers la mise en place de plans d’expériences. Cette étude aboutie sur une cartographie de rendement de la structure hybride et souligne ainsi son intérêt en termes de rendement par rapport à une structure à griffesThe advent of more stringent anti-pollution standards and the rising of oil price, lead car manufacturers and automotive suppliers to find efficient solutions for our future. This thesis is a contribution to improving the performance of the electrical generating function in a thermal powertrain. Two approaches are considered in this work. In the first approach, a study is done on the current machine (called Lundell structure or claw pole machine). In a second approach, we design a structure abble to replace the claw pole alternator. To identify and understand the evolution of the different losses, a characterization of losses is made and a study on VDA cycle is completed. We stress the importance of iron losses in claw pole structure and thereby study the influence of various factors on its evolution. The interest of a delta conexion in terms of stator iron losses is emphasized and the impact of this current in terms of copper losses is quantified. A study is conducted over the complementarity of experimental and finite element approach on the repartition of iron losses between the stator and the rotor of this structure. Finally, the impact of the rectifier on the evolution of iron losses is studied. During this first approach, we also propose an analytical modeling of the machine and his efficiency. The second approach leads to design an hybrid structure based on a wound rotor synchronous machine with interpolar magnets. In this study, we propose a coupling between an analytical design and a finite element one through the establishment of experimental designs. This study leads to an efficiency map of the hybrid structure, highlighting its value in terms of performance relative to a claw pole machine
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Benmessaoud, Youcef. "Circuit équivalent magnétique non-linéaire adaptatif : 2-D et 3-D avec prise en compte des courants induits." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2020. http://www.theses.fr/2020UBFCD064.
Full textAbstract:
Face au changement climatique, l’industrie automobile a suscité un intérêt particulier visant à réduire les émissions CO2.L’électrification des véhicules semble une solution incontournable pour répondre aux normes et standardisations européennes. Des nouveaux défis technologiques s’imposent et s’étalent sur toute la chaine de traction électrique, depuis la batterie au moteur électrique. Dans ce contexte, l’Agence de l’Environnement et la Maitrise de l’Energie met un budget colossal pour encourager la transition énergétique. Dans ce cadre-là le projet de Conception Optimal des Chaines de traction Electrique a vu le jour, et dont le principal coordinateur est RENAULT. La thèse s’insère dans le premier axe du projet, ayant pour but la modélisation de l’organe moteur électrique.L’objectif principal de la thèse, est la modélisation semi-analytique bidimensionnelle et tridimensionnelle avec prise en compte des courants de Foucault lors de l’analyse électromagnétique de la machine électrique. Des modèles 2-D et 3-D basés sur la méthode des circuits équivalents magnétiques ont été développés. Par la suite couplés à un modèle analytique 2-D permettant l’estimation des pertes par courants de Foucault au sein des parties conductrices massives. Ce modèle serait d’un appui lors des analyses thermiques des dispositifs électromagnétiques statiques et/ou dynamiquesIn the face of climate change, the automotive industry has aroused particular interest in reducing CO2 emissions.The electrification of vehicles seems to be an essential solution to meet European standards and standardizations. New technological challenges are imposed and spread across the entire electric drive chain, from the battery to the electric motor. In this context, Agence de l’Environnement et la Maitrise de l’Energie is setting a colossal budget to encourage energy transition. In this context, the Conception Optimal des Chaines de traction Electrique project was handled, and whose main coordinator is RENAULT. The thesis fits into the first axis of the project, which aims to model the electric motor component.The main objective of the thesis is two-dimensional and three-dimensional semi-analytical modeling taking into account to eddy-current while the electromagnetic analysis of the electric machine. 2-D and 3-D models based on the method of magnetic equivalent circuits have been developed. Subsequently coupled to ananalytical model allowing the estimation of eddy-current losses within the massive conductive parts. This model would be of assistance during thermal analyzes of static or dynamic electromagnetic devices
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Aghaei, Hashjin Saeid. "Control of a Traction/Charging Structure for a Hybrid Electric Vehicle." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2020. http://www.theses.fr/2020LORR0117.
Full textAbstract:
L’électrification des moyens de transport est considérée comme l’une des solutions pertinentes pour réduire les émissions des gaz à effet de serre. En effet, les nouvelles normes européennes imposent des limites de plus en plus restrictives sur les émissions de CO2 par km. Ceci est un enjeu industriel important pour les constructeurs d’automobiles. Par conséquent, ces derniers s’orientent vers les véhicules hybrides et électriques dans lesquels une chaine de traction électrique est présente. Celle-ci est constituée d’une machine électrique, alimentée par un convertisseur statique d’électronique de puissance connecté à une source d’énergie électrique et des éléments de stockage. Depuis plus de deux décennies, différentes topologies ont été étudiées pour la traction électrique et plusieurs solutions ont été commercialisées. Ces produits sont de plus en plus légers, fiables et efficaces tout en respectant les contraintes des constructeurs d’automobile sur les coûts. Cette thèse s’inscrit sur l’amélioration de la fiabilité des chaînes de conversion d’énergie électromécanique. Le travail de thèse a pour objectif de poursuivre le développement de nouvelles lois de commande d’actionneur assurant une meilleure fiabilité de la chaîne de traction. Dans cette optique, réduire le nombre de capteurs de la chaîne de conversion dans la commande sera envisagée. En effet, il existe déjà des capteurs de courant dans les chaînes de traction. Cependant, ceux-ci engendrent des surcoûts importants à cause de leurs défaillances fréquentes et la nécessité de remplacement très couteuse. Ainsi l’étude réalisée de commande de machine synchrone à griffes sans capteur de courant permet la suppression des capteurs du stator de la machine et donc de s’affranchir de leur coût. Dans cette thèse, le model-free adaptive Controller (MFAC) est présenté pour être utilisé dans le contrôle de la chaîne de conversion pour réduire le nombre de capteurs. À cet égard, MFAC est utilisé dans deux approches différentes. Premièrement, il a été utilisé pour le contrôle d'un système WRSM, avec et sans capteurs de courant supplémentaires. Puis, il a été utilisé pour le contrôle des convertisseurs de puissance utilisés dans la chaîne de conversion. Les résultats expérimentaux, obtenus sur un banc de test réalisé en laboratoire, sont concluants en régime établi : les courants non mesurés sont contrôlés avec une précision satisfaisante pour une application automobile et permettent le contrôle sans capteur de courant de la machine. En plus, une performance satisfaisante du MFAC est également obtenue pour commander les convertisseurs de puissance avec un seul capteur de tensionThe electrification of the transportation is one of the relevant solutions to reduce greenhouse gas emissions. Indeed, new European standards impose increasingly restrictive limits on CO2 emissions per km. This is an important industrial issue for automobile manufacturers. Therefore, the industries are moving towards hybrid and electric vehicles in which an electric traction chain is present. This consists of an electrical machine, powered by a static power electronic converter connected to an electrical energy source and storage elements. For more than two decades, different topologies have been studied for electric traction and several solutions have been marketed. These products are increasingly light, reliable and efficient while respecting the constraints of the automobile manufacturers on the costs. This thesis focuses on improving the reliability of electromechanical energy conversion chains. The objective of the thesis is to continue the development of new actuator control laws ensuring better reliability of the traction chain. With this in mind, reducing the number of sensors in control of the conversion chain will be considered. In fact, there are already current sensors in traction chains. However, these generate significant additional costs because of their frequent failures and the need for replacement. Thus, current sensorless control of the AC drive systems allows the elimination of the sensors of the stator of the machine and therefore to avoid their cost. In this thesis, the model-free adaptive controller (MFAC) is presented to be used in the control of the conversion chain to reduce the number of sensors. In this regard, MFAC is used in two different approaches. First, it is used for controlling a WRSM system, with and without additional current sensors. Then, it is used for the control of the power converters used in the conversion chain. The experimental results, obtained on a test bench built in the laboratory, are conclusive in transient and steady-state: the unmeasured currents are converged with a satisfying precision for an automotive application and allow performing a current sensorless control of the machine. In addition, a satisfactory performance of MFAC is also obtained for controlling the power converters with only using one voltage sensor