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Dimensionnement optimal des composants de la chaîne de traction

Le dimensionnement des véhicules hybrides et de leurs composants est un problème complexe qu’il est difficile de résoudre par une approche séquentielle classique. En effet, dans un processus de dimensionnement de véhicule hybride, il existe de fortes interactions entre la mission du véhicule, le dimensionnement des composants et de leurs performances (puissance max, rendement, etc.) et la gestion de l’énergie à bord du véhicule :

  • La mission du véhicule (cycle de conduite) impose des contraintes sur les composants mais aussi, par exemple, des contraintes sur l’état de charge final de la batterie qui interagissent fortement avec la gestion de l’énergie.
  • Le dimensionnement des composants est difficile à réaliser indépendamment de la gestion de l’énergie du véhicule. Par exemple, les caractéristiques des composants imposent des limitations à la gestion d’énergie qui, en retour, fixe les points de fonctionnement des composants.

Enfin la taille relative des composants (moteur thermique/moteur électrique) est aussi, dans une certaine mesure, un degré de liberté.

Pour répondre à ce problème, l’équipe développe depuis plusieurs années des méthodes globales de dimensionnement sur cycle des véhicules et de leurs composants.

Un algorithme global d’optimisation vient gérer le dimensionnement du système et des composants, pour minimiser différents objectifs (consommation, taille des composants, coût, etc.). La consommation de carburant est dans ce cas calculée elle-même de façon optimale sur un cycle de fonctionnement. Pour cela, des méthodes de gestion optimale de l’énergie à bord (type programmation dynamique) sont  encapsulées dans le processus d’optimisation global du dimensionnement.

La démarche a été poussée jusqu'à inclure dans ce processus des modèles dimensionnant précis des composants type schéma réluctant pour les machines électriques. On dispose alors directement de la géométrie optimale des composants sur un front de pareto multiobjectif. Le développement de modèles de composants rapides et précis et paramétrés en fonction de la géométrie est bien sûr un préalable à ce type d’étude. De même, les méthodes de gestion de l’énergie doivent être rapides et robuste.

L’équipe poursuit actuellement l'amélioration de cette démarche notamment au niveau de la prise en compte de certain phénomènes (thermique au niveau des machines et du système par exemple).

Vous trouverez plus d'informations sur la page Publications.