Stratégie de commande des moteurs IPMSM pour une traction et un freinage régénératif optimaux

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Commande des moteurs de traction

Récemment, le moteur synchrone à aimant permanent intérieur (IPMSM) [50] est devenu de plus en plus attractif dans le domaine des véhicules électriques grâce à son rendement élevé, densité de puissance élevée, rapport couple/inertie élevé, grande plage de vitesse de rotation et à la baisse des prix des matériaux d’aimant permanent [51].
Afin d’obtenir les meilleures performances en traction/freinage, la stratégie de contrôle-commande devrait prendre en considération la caractéristique de saillance de ces types de moteurs utilisant l’avantage du terme non linéaire présent dans l’expression du couple électromagnétique [52], [53]. Selon les objectifs, les stratégies de commande peuvent être utilisées pour obtenir une commande à facteur de puissance unitaire, une commande à rapport de couple par ampère maximal, une commande à pertes fer minimales, une commande à rendement maximal, une commande à puissance constante [54], [55], ou différentes stratégies de commande directe du couple [56], [57], [58]. Une étude comparative peut se trouver en [59].
La particularité de notre application est la nécessité d’assurer un couple de freinage maximale à vitesse élevée, lors d’une opération brusque. Or, en appliquant la méthode Couple Maximal par Courant ou Maximum Torque per Ampere (MTPA), on remarque que le couple décroit vers 0 une fois que l’on dépasse la vitesse de base du moteur [60]. Au-delà de la vitesse de base, une méthode de défluxage s’impose afin de générer plus de couple [61], [62]. En fonction des paramètres du moteur, le défluxage ne permet pas d’étaler la génération du couple longtemps, et le moteur verra à nouveau son couple décroitre. Sous réserve d’avoir plus de couple, le fonctionnement de la machine sera limité par sa puissance et on entrera dans la région à puissance constante (ou Constant Power Région), [63].
Un autre aspect important pour notre application est celui d’être capable de produire le couple juste requis, non nécessairement maximal, pour les routes à faibles coefficients de friction. Cette référence de couple pourra être de valeur inférieure au couple maximal assuré, à la vitesse actuelle du moteur.
L’originalité de notre stratégie de commande est de pouvoir combiner les trois méthodes de contrôle-commande de la machine IPMSM mentionnées ci-dessus. Le passage d’une méthode à une autre se produit à des points de fonctionnement bien définis. Les équations quartiques de courant modélisant les opérations de la machine sur toute leur plage de vitesse ont aussi été élaborées. La stratégie de contrôle-commande définie prendrait en considération l’opération la plus critique du moteur (accélération/freinage extrême du véhicule) qui est limitée par les paramètres électriques et mécaniques et par les contraintes de courant/tension du système (par exemple de la tension du bus DC).

Etat de l’art sur les systèmes de stockage hybride d’énergie

Introduction

L’électrification des véhicules a commencé son évolution depuis 1950 (depuis l’introduction de l’autoradio). De nos jours, l’électrification constitue une partie importante du système (direction assisté, freinage électrique, climatiseur,…). Un aperçu de cet aspect a été présenté par [64]. Un véhicule électrique est un véhicule à propulsion électrique où la seule source d’énergie est une source électrique (batterie, piles à combustible, etc.).
Les systèmes de stockage d’énergie sont d’une importance critique pour les véhicules électriques, hybrides et hybrides rechargeables [65], [66]. La batterie constitue la source la plus largement utilisée. Cependant, pour les applications à traction électrique, la batterie nécessite d’avoir une densité de puissance élevée afin de répondre aux pointes de puissance lors de l’accélération ou le freinage. En ajoutant les contraintes thermiques [67], de compacité, de longévité [68], d’équilibrage [69] et des opérations fréquentes de charge et de décharge, il est crucial de supporter la batterie par une source secondaire qui aura pour rôle de prendre le relais pour l’alimentation de la charge lors des opérations à haute puissance. Les convertisseurs à base d’électronique de puissance joueront le rôle d’interface entre les sources d’énergie primaire et secondaire et le bus DC. L’utilisation d’un système de stockage d’énergie hybride (HESS) pour les véhicules électriques, les véhicules hybrides électriques et les véhicules hybrides électriques rechargeables au lieu d’une seule source de stockage simple est un élément essentiel pour prendre en compte les avantages de chaque élément de stockage [70], [71], [72], [73].

Différentes configurations de systèmes de stockage d’énergie hybrides

Dans la configuration parallèle à absence de convertisseurs (Figure I.10) [74], l’UC agit essentiellement comme un filtre passe-bas (VBatt = VUC = VBUS) et non pas comme une source d’énergie effective.
Figure I.10 : Configuration Parallèle d’une HESS
Dans la configuration batterie/UC (Figure I.11) [75], la tension de la batterie peut être maintenue à une tension supérieure ou plus faible que celle de l’ultracapacité, directement connectée au bus DC, jouant aussi le rôle d’un filtre passe-bas.
Figure I.11: Configuration Batterie / UC
Pour cette topologie, une stratégie de contrôle doit être élaborée pour permettre à la tension de DC bus de varier dans un intervalle pour que les performances énergétiques de l’ultracapacité soient utilisées plus efficacement.
La configuration UC/Batterie est la configuration la plus étudiée, Figure I.12, [76]. Les principaux avantages de cette configuration sont une utilisation effective de l’UC grâce à son large intervalle de la tension, une tension nominale de l’UC plus faible que celle du bus DC (dimension de l’UC optimisée), une batterie directement connectée au bus DC permettant ainsi une tension quasi-constante aux bornes de l’onduleur. Par contre, le convertisseur bidirectionnel DC/DC doit être dimensionné pour supporter la totalité de la puissance lors du freinage et de l’accélération.
Figure I.12 : Configuration UC/Batterie
La configuration en cascade [74] (Figure I.13) utilise deux convertisseurs. Des contraintes de coût, de compacité et de complexité de contrôle s’élèvent. Pour faciliter le contrôle de ce type de système, cette configuration est remplacée par un HESS à convertisseurs multiples [77], Figure I.14. Par contre, les problèmes de compacité et de coût persistent. Les deux convertisseurs doivent être dimensionnés afin de véhiculer la totalité de la puissance de freinage et d’accélération.

Système de stockage hybride proposé pour l’application

Le HESS considéré est composé d’une batterie Li-Ion présentée comme la principale source d’électricité, et une ultracapacité impliquée dans le freinage et l’accélération (Figure I.15). Le but d’utiliser une ultracapacité est de prolonger la durée de vie de la batterie et de réduire les contraintes électriques surtout lors d’un freinage brusque.
Figure I.15: Structure de HESS proposée dans le cadre de notre étude
Les critères de choix ont été principalement basés sur une utilisation effective de l’énergie stockée dans l’UC (stratégie de contrôle de la tension aux bornes de l’UC), une protection de la batterie contre les surintensités, la taille et le coût du système de stockage.

Stratégie de récupération

Dans des conditions de freinage extrêmes, la quantité d’énergie cinétique emmagasinée dans la dynamique du véhicule doit être transférée (ou convertie) à une autre forme d’énergie, et ce, pour une période de temps minimal tout en respectant les performances de freinage de la régulation ECE [78], nécessitant ainsi un flux de puissance élevé. Cette énergie sera dissipée sous forme de friction d’énergie (chaleur) dans les roues arrière et avant mais aussi récupérée sous forme d’énergie électrique dans les roues avant (système de freinage hybride). En fonction de la force de freinage des roues avant, la force appliquée en priorité sera électrique, ce qui signifie que la force mécanique est la différence entre la force de freinage voulue et la force électrique maximale pouvant être délivrée par les moteurs électriques, à une certaine vitesse donnée. Dans ce cas, le HESS sera fortement sollicité.
L’énergie électrique doit être, en priorité, récupérée par l’élément de stockage de haute densité de puissance, l’ultracapacité. La puissance transmise est limitée à 60 kW, égale à la puissance totale des deux moteurs électriques de 30 kW. L’intervention de la batterie survient seulement après que l’UC est complètement chargée. Cependant, dans des conditions de freinage extrêmes, un hacheur DC contrôlé et relié à une résistance de freinage réduit l’effet des signaux électriques transitoires élevés situés sur le bus DC et protège ainsi la batterie des courants excessifs et des surtensions, tout en assurant une capacité maximale de freinage.
Certains auteurs utilisent un simple convertisseur abaisseur-élévateur (buck-boost) pour récupérer l’énergie lors du freinage mais sans pour autant réguler la tension de l’UC [79]. D’autres ont proposé d’utiliser simplement un HESS passif où l’UC est connectée directement en parallèle à la batterie [80]. Dans ce cas, l’UC ne sera pas utilisée de manière efficace puisque la variation de tension sera réduite. Cependant, un HESS actif contrôlé peut récupérer une quantité d’énergie plus importante des moteurs électriques prenant avantage de la présence du convertisseur DC/DC assurant une grande variation de la gamme de tension [70], [81].
La stratégie de la gestion de l’énergie de l’HESS peut être considérée en utilisant des correcteurs basés sur la logique floue [82], [83], [84] ou en transformant le problème en un problème d’optimisation convexe, par exemple, en minimisant l’amplitude et la variation de la puissance et des pertes de la batterie [85], ou de proposer des équations linéaires qui fournissent des valeurs de référence pour la puissance HESS tout en satisfaisant des conditions limites [86].
D’autres topologies et stratégies de répartition de la puissance peuvent être trouvées dans [87] et appliquées à un véhicule électrique. L’effet de freinage par récupération sur la consommation d’énergie globale d’un système de garage électrique (Electric Taxiing System, ETS), et intégré dans le train d’atterrissage principal d’un avion de taille moyenne a également été étudié par [88]. Les résultats montrent que le freinage par récupération peut potentiellement permettre une réduction de la consommation globale d’énergie électrique au sol de 15 % en moyenne lors du stationnement de l’avion.
Notre contribution consiste dans la conception de la synthèse appropriée des correcteurs du HESS afin d’être intégré dans un système plus global qui comprend le modèle du véhicule et d’autres modules fonctionnels qui seront ultérieurement définis. L’étude sera consacrée exclusivement à la récupération en freinage sévère tout en contrôlant et en vérifiant les signaux transitoires électriques élaborés dans le HESS au cours de ces conditions extrêmes, et selon les différents correcteurs conçus et aussi pour différents types de routes. Les conditions de freinage extrêmes correspondent aux forces de freinage maximales qui pourraient être appliquées au véhicule pour un certain type de route tout en assurant sa stabilité et sa manoeuvrabilité, et en évitant le blocage des roues.

Les méthodes de freinage

Introduction

Plusieurs travaux de recherche proposent une commande de freinage régénérative et une étude de la stabilité du véhicule. Les auteurs de [89] ont utilisé un contrôleur PID avec un guidage des roues arrière conçu pour améliorer la stabilité et la manoeuvrabilité du véhicule. Le système ABS développé a montré une réduction de la distance d’arrêt et une augmentation de la stabilité latérale et longitudinale. Pour avoir plus de robustesse, [90] utilise un algorithme de contrôle basé sur un correcteur PID non linéaire. Cette méthode montre une meilleure performance qu’un PID classique. Des contrôleurs PID pour le coefficient de glissement peuvent se trouver dans [91]. Des commandes plus avancées se trouvent dans [92] pour l’utilisation de la logique floue, [93] pour l’utilisation de la commande adaptive, [94] pour l’utilisation d’une commande non linéaire basée sur un modèle prédictive et finalement [95] pour une analyse plus générale du freinage hybride. Il existe aussi des stratégies de conception du contrôle/commande comme la méthode de commande dans le plan de phase pour le bus électrique dans [96], ou le modèle des mini-fourgonnettes à traction arrière dans [97]. La variable de commande considérée est le coefficient de glissement des roues en essayant d’éviter le dérapage des roues lors du freinage et le patinage lors de l’accélération. Plusieurs méthodes de commande sur la théorie de Lyapunov combinée avec la commande prédictive optimale peuvent être trouvées dans [98] et [99].
Pour effectuer notre freinage récupératif, on va se baser sur la réglementation de la Commission Economique pour l’Europe de l’Organisation des Nations Unies No.13 harmonisé (ECE/UN R13H). D’autres propositions de stratégies de freinage coopératives mécaniques / électriques, basées sur les conditions de ECE et vues sous différentes perspectives, peuvent être trouvées, par exemple, dans [100] et [101] pour le système de freinage à récupération arrière pour un véhicule à trois roues, [102] pour un bus hybride, [103] pour l’introduction d’un nouveau type de système de frein-par-fils (brake-by-wire) appelé frein électro-hydraulique à entraînement direct et [104] pour la conception d’un système pour éviter les collisions contrôle (mouvement longitudinal). Toutes ces stratégies sont basées sur les contraintes de la règlementation ECE, chacune répondant à des exigences spéciales distinctes en termes de type de véhicule et des conditions de travail.
Nos travaux seront spécifiques pour un véhicule équipé d’un système de freinage purement mécanique pour les roues arrière et d’un système hybride de freinage mécanique / électrique pour les roues avant afin de bénéficier des avantages du transfert de charge lors du freinage. La Figure I.16 illustre les actionneurs du véhicule et des composants du système de stockage d’énergie hybride.
Figure I.16: Schéma des éléments de puissance du véhicule électrique proposé

Méthode de freinage proposée

Nous allons proposer une nouvelle méthode de commande basée sur les règles d’inégalité citées dans la réglementation ECE R13H pour les véhicules routiers de catégorie M1 (véhicules utilisés pour le transport de passagers et ne comprenant pas plus de huit places assises, outre le siège du conducteur). Un système de freinage antiblocage (ABS) sera aussi intégré. Pour permettre une récupération maximale, les roues avant seront sollicitées bien plus que les roues arrière à condition de respecter les contraintes électriques des différents convertisseurs (statiques et dynamiques) et éléments de stockage, et de s’assurer de la stabilité du véhicule en se conformant à la règlementation ECE R13H selon les différents types de route.
Une comparaison sera assurée entre deux méthodes de freinage régénératif, la commande par mode de glissement traitée dans [105], [106], [107] et notre commande basée sur la règlementation ECE R13H. La discussion va porter sur les critères de comparaison en termes de stabilité du véhicule, de taux de récupération ainsi que d’autres grandeurs significatives selon plusieurs types et conditions de surfaces de route tout en respectant les directives, règlements et contraintes, et en préservant la sécurité et la maniabilité du véhicule.

Utilisation des volants d’inertie dans les systèmes de stockage d’énergie hybrides

Connus comme une technologie ancienne, les volants d’inertie, éléments de stockage d’énergie cinétique, sont bien adaptés pour les applications de haute puissance, ce qui les rend proches des ultracapacités (densité de puissance élevée, profondeur de décharge). Outre sa puissance spécifique, le système à volant d’inertie (Flywheel Energy Storage : FES) se caractérise par sa durée de vie importante, son volume et son poids relativement réduits, son empreinte écologique et sa sensibilité à la température. Dans les applications automobiles, Jaguar XF (à partir de 2011) et Volvo S60 ont utilisé le volant mécanique, tandis que la Porsche 911 GT3 R a utilisé un volant électrique. Cependant, à grande vitesse, son principal inconvénient est lié aux problèmes de sécurité, en particulier pour les systèmes embarqués [108]. En effet, le doublement de la vitesse de rotation produira quatre fois la force centrifuge.
Avec les progrès de la commande numérique des moteurs, des machines électriques à haute densité de puissance, des systèmes à paliers magnétiques et de la recherche effectuée sur les matériaux à haute résistance à la traction, le volant devient de nouveau une technologie potentielle pour être utilisée dans les systèmes de transport [109], [110].
Une présentation générale des technologies de stockage de l’énergie se trouve dans [111], [112], [113] et [114]. Divers aspects tels que l’évolution historique des systèmes de stockage d’énergie sont abordés dans [112], ainsi que les caractéristiques techniques et l’interaction entre les applications de réseaux intelligents et des micro-réseaux. Pour l’application automobile, les auteurs dans [115] effectuent une revue sur les volants d’inertie utilisés dans les véhicules. Des comparaisons généralisées avec les UC sont également traitées en termes de puissance, de capacité énergétique, d’énergie spécifique, de puissance spécifique, de poids du système et de coût. Les spécifications ont été prises des fabricants directement. La comparaison s’effectue sous la forme d’une comparaison « apple to apple », sans applications particulières. Dans cette référence, une liste des groupes de recherche et des fabricants de volants d’inertie sont également répertoriés selon leurs champs d’intérêt.
Une gestion optimale de l’énergie pour une batterie assistée par un volant d’inertie pour un VE est proposée dans [116], [117]. Le volant d’inertie est couplé à une ligne d’entraînement d’une transmission variable continue (CVT). Les résultats montrent une réduction potentielle de la consommation d’énergie dans les cycles extra-urbains et routiers, tout en réduisant les pics de charge des batteries pendant les cycles. De même dans [118], la stratégie de gestion de l’énergie d’un véhicule hybride est réalisée. La stratégie est basée sur des règles de logique floue optimisant la distribution de couple entre le moteur à combustion interne (ICE) et l’alterno-démarreur (Integrated Starter Generator – ISG) entraîné par le volant d’inertie et le vilebrequin de l’ICE. Les simulations indiquent une réduction de la consommation du carburant du véhicule. La stratégie de gestion d’énergie à base de logique floue T-S est également utilisée par [119] en tenant compte des économies effectuées lors de la récupération d’un tramway embarqué. La discussion a aussi porté sur la rentabilité du système de stockage d’énergie (ESS) à base d’ultracapacité. Les ultracapacités utilisées dans les systèmes urbains de traction ferroviaire, pour application de récupération, sont traitées en [120]. [121] présente les développements et les applications des dispositifs de stockage d’énergie (batterie, volant d’inertie, UC et HES) utilisés dans les lignes ferroviaires électrifiés, y compris les métros, les trains et les tramways.
Une analyse globale de la technologie du système de stockage d’énergie du volant d’inertie peut être trouvée dans [122]. Les auteurs présentent également l’interface électronique de puissance utilisée dans les applications du volant d’inertie. Le freinage régénératif est présenté dans [123]. La caractérisation du volant d’inertie à l’aide d’une simulation moyenne est décrite dans [124].
Un moteur à réluctance commutée (SRM) pour volant d’inertie ayant une capacité énergétique de 280 kJ (60 krpm, 60 kW de pointe) installé dans un prototype de voiture Bio-Deisel est conçu dans [125]. À l’heure actuelle, les limites de la mise en oeuvre des volants d’inertie dans les véhicules sont en partie techniques (exigences de sécurité), mais aussi économiques. Ces problèmes ont empêché son utilisation à grande échelle dans les véhicules. Les auteurs de [126] ont présenté une conception d’un volant d’inertie avec une capacité de 200 Wh. La conception était axée sur l’utilisation de composants disponibles dans le commerce. L’équipe de recherche de l’Université de Heilbronn [127] a testé une voiture électrique de 26 kW alimentée par batterie de 13 kWh pour 11 000 km. Par simulation, une approche par volant d’inertie a été introduite pour étudier l’extension du trajet.
Pour des raisons de stockage d’énergie, les matériaux avec des résistances plus élevées et des densités plus faibles permettant au volant d’inertie de tourner plus rapidement sont souhaitables. De plus amples efforts ont été faits pour développer des matériaux composites avec des résistances à la traction spécifiques plus élevées conduisant à des rotors plus forts et une capacité de stockage d’énergie croissante [128], [129].

Table des matières

Introduction Générale
Chapitre I : Etat de l’art et contexte de l’étude
I.1 Généralités
I.1.1 Introduction
I.1.2 Bref historique
I.1.3 Emergence des véhicules électriques
I.1.4 Volonté politique
I.1.5 La Batterie
I.1.5.a Introduction
I.1.5.b Constitution et caractéristiques d’une batterie Li-Ion
I.1.5.c Dégradation d’une batterie Li-ion
I.1.6 Les Ultra capacités
I.1.6.a Constitution et Caractéristiques des Ultracapacités
I.1.6.b Applications automobiles
I.1.7 Les machines électriques utilisées dans la traction
I.1.7.a Les exigences des moteurs électriques utilisés dans la traction des véhicules électriques
I.1.7.b Les différents types de moteurs
I.1.7.c Les moteurs synchrones à aimant permanent pour la propulsion des véhicules électriques
I.1.8 Les Moteur-roues
I.1.8.a Introduction
I.1.8.b Défis des véhicules électriques à moteur-roues
I.2 Commande des moteurs de traction
I.3 Etat de l’art sur les systèmes de stockage hybride d’énergie
I.3.1 Introduction
I.3.2 Différentes configurations de systèmes de stockage d’énergie hybrides
I.3.3 Système de stockage hybride proposé pour l’application
I.3.4 Stratégie de récupération
I.4 Les méthodes de freinage
I.4.1 Introduction
I.4.2 Méthode de freinage proposée
I.5 Utilisation des volants d’inertie dans les systèmes de stockage d’énergie hybrides
I.6 Besoins en logiciel
I.7 Conclusion
Chapitre II : Stratégie de commande des moteurs IPMSM pour une traction et un freinage régénératif optimaux
II.1 Généralités
II.1.1 Modèle mathématique de l’IPMSM
II.1.2 Contraintes de fonctionnement
II.2 Méthodes de commande de couple
II.2.1 Maximum Torque per Ampere Control (MTPA)
II.2.2 La commande VCLMT
II.2.3 Région à Puissance Constante
II.2.4 Combinaison de trois stratégies de commande
II.3 Décomposition des caractéristiques couple/vitesse en 5 zones
II.4 Equation mathématique pour chaque zone
II.4.1 Equations des Zone I et Zone II
II.4.2 Equations des Zone III, Zone IV et Zone V
II.4.3 Courbe séparant la Zone II de la Zone III
II.4.4 Courbe limitant la Zone V
II.5 Réglage des correcteurs des courants
II.5.1 Introduction
II.5.2 Réglage du courant
II.5.3 Réglage du courant
II.6 Résultats de simulation
II.6.1 Génération des tableaux de références
II.6.2 Couple de référence variable
II.7 Conclusion
Chapitre III : Comparaison entre deux méthodes de freinage intégrant un système de récupération d’énergie pour le véhicule
III.1 Introduction
III.2 Modèle cinématique du véhicule
III.2.1 Les références des coordonnées
III.2.2 Le parcours du véhicule dans le repère inertiel
III.2.3 Cinématique de braquage
III.2.4 Vecteur de vitesse
III.2.5 Angle de glissement latéral
III.2.6 Les coefficients de glissement
III.3 Modèle dynamique du véhicule
III.3.1 Dynamiques des roues
III.3.2 Friction pneu-route
III.3.3 Les freins hydrauliques
III.3.4 La force de résistance aérodynamique
III.3.5 La résistance de roulement
III.3.6 Charges normales aux pneus du véhicule
III.4 Commande par mode glissement du coefficient de glissement
III.4.1 Introduction
III.4.2 Conception du régulateur
III.5 Commande de freinage selon la règlementation ECE R13H
III.5.1 Introduction
III.5.2 Contraintes de distribution des forces de freinage avant/arrière
III.5.3 Stratégie de Distribution des Forces de Freinage
III.5.4 Stratégie de distribution entre forces de freinage électrique/mécanique pour les roues Avant
III.5.5 Système de stockage hybride
III.6 Système de Simulation
III.6.1 Introduction
III.6.2 Le modèle Simulink et les blocs de commande
III.6.3 Résultats de Simulation
III.6.3.a Surface à Coefficient de Friction Elevé
III.6.3.b Surfaces à Coefficients de Friction Moyen et Faible
III.7 Conclusion
Chapitre IV : Conception et Commande du Système de Stockage Hybride d’énergie
IV.1.1 Généralités
IV.1.2 Configuration Electrique
IV.2 Dimensionnement des éléments
IV.2.1 Dimensionnement de la batterie
IV.2.2 Dimensionnement de l’ultracapacité
IV.2.2.a Modèle de l’ultracapacité (UC)
IV.2.2.b Quantification de la puissance
IV.2.3 Dimensionnement de l’inductance
IV.2.4 Dimensionnement de la résistance de freinage
IV.3 Aspects de la commande du convertisseur à 3-niveaux
IV.3.1 Conception du correcteur de courant
IV.3.1.a Convertisseur DC/DC à 3-niveaux
IV.3.1.b Synthèse du correcteur du courant
IV.3.1.c Stabilité de la Boucle Fermée du Courant de l’UC
IV.3.2 Synthèse des correcteurs des tensions
IV.3.2.a Modèle du convertisseur DC/DC à 3-niveaux pour les correcteurs de tensions
IV.3.2.b Correcteur de la tension de l’ultracapacité
IV.3.2.c Stabilité de la boucle fermée de la tension de l’UC
IV.3.2.d Synthèse du correcteur de la tension du bus DC
IV.3.2.e Stabilité de la boucle fermée de la tension bus DC
IV.3.2.f Robustesse du système
IV.3.2.g Commande avec correction anti-emballement
IV.3.3 Synthèse d’un correcteur pseudo-cascade pour le hacheur de la résistance de freinage
IV.3.3.a Introduction
IV.3.3.b Stratégie de Contrôle
IV.4 Analyse et commande séquentielles de l’activation du hacheur à 3-niveaux
IV.4.1 Introduction
IV.4.2 Analyse du circuit séquentiel
IV.5 Validation par simulation
IV.5.1 Introduction
IV.5.2 Modèle de simulation
IV.5.3 Résultats de la simulation
IV.5.3.a Choix des tests
IV.5.3.b Tension de l’UC à Uc0min
IV.5.3.c Tension de l’UC à 290 V
IV.5.3.d Tension de l’UC à 325 V – SoC de la Batterie à 99.92 % – Taux de Charge 1C
IV.5.4 Impact de la dégradation de la batterie sur les performances du freinage
IV.6 Conclusion
Chapitre V : Etude comparative de deux systèmes de stockage d’énergie hybrides lors d’un freinage et d’une traction extrêmes
V.1 Contraintes liées à la batterie Li-Ion
V.2 Analogie UC/Volant d’Inertie
V.2.1 Analogies Electromécaniques
V.2.2 Critères de comparaison
V.2.3 Comparaison dans la littérature
V.3 Dimensionnement des ultracapacités
V.4 Les volants d’inertie
V.4.1 Applications automobiles
V.4.2 Conception et dimensionnement du volant d’inertie
V.4.2.a Conception du volant d’inertie
V.4.2.b Géométrie et matériau du volant
V.4.2.c Dimensionnement de la machine électrique
V.5 Interprétations et synthèse
V.6 Commande de la machine électrique du volant d’inertie
V.7 Système de Commande de Traction du Véhicule (TCS)
V.8 Validation par simulation
V.8.1 Introduction
V.8.2 Tests en freinage
V.8.2.a Route à haute friction
V.8.2.b Route à faible friction
V.8.3 Tests en traction
V.9 Conclusion
Conclusion Générale et Perspectives
Bibliographie
Annexe A : Simulation avec PWM
A.1 Introduction
A.1 Résultats des Simulations
Annexe B : Dimensions du Véhicule
Annexe C : Régulateur par Pseudo-Cascade
C.1 Introduction
C.2 Synthèse des régulateurs
Annexe D : Système de Commande en Traction
Résumé
Abstract

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