Chapitre II :
Représentation Macroscopique d'un
Véhicule
Hybride Série
I. Introduction
Une fois l'architecture sélectionnée, le
choix de la technologie et le dimensionnement des composants sont essentiels
car ils déterminent non seulement les performances dynamiques du
véhicule (accélération maximale, vitesse et couple
maximale, etc.) mais aussi la consommation moyenne du véhicule et ses
émissions de polluants.
Dans ce chapitre, nous allons décrire le
véhicule hybride série dans son ensemble, ainsi tous les
éléments constituant une chaine de traction série, en
dressant l'oeil sur l'identification et le choix de chaque
élément selon les besoins d'une traction
série.
Le choix de chaque élément ce base sur
le rendement de celui-ci, son impact sur l'environnement, le coût de
fabrication et sa stratégie de commande, le marché offre
certainement plusieurs choix selon le besoin mais dans un système
embarqué tel qu'un véhicule, on cherche toujours à
minimiser son poids totale même si la batterie où l'un des moteurs
offre tous les atouts favorable, reste à le juger sur son poids. Ainsi,
les attentes des consommateurs, les différentes utilisations possibles
du véhicule hybride sont également des facteurs à prendre
en compte.
II. Description du modèle série
Dans l'architecture série, le couple transmis
aux roues provient du moteur électrique. Ce dernier est alimenté
par une batterie et/où une génératrice entrainée
par le moteur à combustion. Des convertisseurs de passage seront
définis comme sur la figure II.1. [GUEN11]
Ce système ne fait pas apparaître un
système de commande ni un système de gestion de 1'énergie
de façon à faire fonctionner chacun des moteurs dans sa plage de
haut rendement. Des tels systèmes sont mis en place et décrit au
chapitre IV.
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Chapitre II : Représentation Macroscopique Véhicule
Hybride Série
REDRESSEUR-ONDULEUR
BUS CC REDRESSEUR-ONDULEUR
Reducteur
GE
MSAP
Moteur Thermique
BATTERIE
HACHEUR
Figure II.1 : Schéma détaillé d'un
véhicule hybride série Pour la suite de l'étude nous
considérerons les sous systèmes suivants :
> Un sous système de
génération (non réversible) : groupe
électrogène constitué d'un moteur thermique, d'un
générateur électrique et d'un convertisseur
électrique ;
> un sous système de traction
(réversible) constitué : d'un convertisseur
électrique,
d'une machine électrique de traction et un
équipement de transmission mécanique ; > un
sous système de stockage d'énergie (réversible)
composé : d'une batterie, d'une
inductance de lissage et d'un convertisseur
électrique.
II.1. Sous système de traction
Le système de traction est composé d'une
machine électrique alimentée par un convertisseur. Un
différentiel mécanique est utilisé pour répartir la
puissance aux roues. Un réducteur permet de coupler le
différentiel à la machine.
a) Machine électrique
Une machine synchrone à aimant permanent est la
plus rependu pour l'entrainement des véhicules hybrides [LHOM07],
grâce aux meilleures performances quelle offre en terme de rendement, du
couple et de la puissance massique, elle présente
l'élément transformant le courant électrique en un couple
(et inversement). Technologie très innovante, aucune alimentation
électrique n'est nécessaire pour le rotor, aucune pollution, peu
de maintenance et relativement facile à commander. Destiné aussi
à faire freiner le véhicule en récupérant de
l'énergie [EHSA05]. Ce qui concerne la mise en marche du moteur
synchrone, peut être
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Chapitre II : Représentation Macroscopique Véhicule
Hybride Série
réalisée par variation de
fréquence lorsque la fréquence de la tension appliquée
lors du démarrage varie progressivement de zéro jusqu'à sa
valeur nominale.
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