Дисертації з теми "Performances de maniabilité du véhicule"

Le pneu est fortement impliqué dans les performances d'un véhicule. La consommation de carburant du véhicule (résistance au roulement, aérodynamisme), le bruit, le confort, la tenue de route et la sécurité sont liés au pneumatique choisi. En utilisant des mesures objectives, il est possible de prédire certaines de ces caractéristiques, mais pour d'autres comme la manipulation, nous ne pouvons pas vraiment prédire l'évaluation subjective faite par des pilotes d'essai expérimentés. La méthodologie essai/erreur est parfois appliquée pour identifier le potentiel des pneus et évaluer les performances des pneus en fonction de conceptions et de caractéristiques mécaniques spécifiques.Aujourd'hui, dans l'industrie automobile, l'évaluation des performances de conduite des véhicules et des pneus est encore largement réalisée sur une base subjective par des conducteurs d'essai expérimentés. Ceci est justifié par le fait que la perception par les clients des performances du véhicule est également subjective et qu'aucune relation fiable n'a été trouvée pour relier les mesures objectives des performances à la perception humaine des performances.Une revue de littérature approfondie sur l'objectivation de l'évaluation subjective, l'interaction véhicule-conducteur, la simulation de la dynamique du véhicule et l'analyse de données multivariée exploratoire ainsi que les tests d'hypothèses statistiques est la première étape de la recherche visant à étudier les méthodologies, l'analyse des données et les outils statistiques. utilisé par d'autres chercheurs.Sur la base de la revue de la littérature, la thèse propose une méthodologie qui permet de traduire des évaluations subjectives en métriques objectives (environnement véhicule ainsi qu'environnement véhicule-pneu) permettant la prédiction du résultat d'un test subjectif en utilisant des mesures objectives conduisant à une réduction de les itérations au cours du processus de développement du pneu. Le choix de la complexité du modèle de dynamique du véhicule le plus pertinent décrit les principales caractéristiques mécaniques du pneu affectant les performances de tenue de route et leur effet sur les métriques objectives d'intérêt.Des manœuvres expérimentales spécifiques de la dynamique du véhicule ont été sélectionnées pour cette étude dans le but de dévoiler la complexité de l'évaluation subjective de la maniabilité sans être simpliste et en prêtant attention à l'interconnexion des différentes variables et à leur interaction avec les facteurs contextuels.Dans le cadre de l'étude de corrélation mentionnée ci-dessus, le rôle du conducteur dans le système conducteur-véhicule est étudié. Les résultats présentés montrent qu'avec la méthodologie choisie, il est possible de mieux comprendre la stratégie de test du conducteur en identifiant les principales réponses du véhicule affectant toutes les étapes de l'évaluation subjective.Pour approfondir et renforcer la compréhension du rôle du conducteur, deux études de panel impliquant des conducteurs professionnels et non professionnels ont été réalisées. Celles-ci ont permis l'étude et l'analyse de l'interaction véhicule-conducteur en termes de proprioception et de vision, d'influences audiovisuelles et de séquelles en mouvement
The tire is heavily involved in the performance of a vehicle. Vehicle's fuel consumption (rolling resistance, aerodynamics), noise, comfort, handling and safety are related to the tire chosen. By using objective measurements, it is possible to predict some of those features but for some others like handling we cannot really predict the subjective evaluation made by experienced test drivers. Trial/error methodology is sometimes applied to identify tire potential and to gauge the tire performance related to specific designs and mechanical characteristics.Today, in the automotive industry, the evaluation of vehicle and tire handling performance is still largely performed on a subjective basis by experienced test drivers. This is justified by the fact that customer perception of vehicle performance is also made subjectively and, no reliable relationship has been found to relate objective performance measures to the human perception of performance.An extensive literature review on the objectification of subjective assessment, the vehicle-driver interaction, the vehicle dynamics simulation and the explorative multivariate data analysis as well as statistical hypothesis testing is the first research step aimed to investigate the methodologies, the data analytics and statistical tools used by other researchers.Based on the literature review, the thesis proposes a methodology that allows to translate subjective evaluations into objective metrics (vehicle environment as well as vehicle-tire environment) enabling the prediction of the outcome of a subjective test by using objective measurements leading to a reduction of the iterations during the tire development process. The choice of the most relevant vehicle dynamics model’s complexity depicts the main tire mechanical features affecting the handling performance and their effect on the objective metrics of interest. Specific experimental vehicle dynamics maneuvers have been selected for this study with the aim of unpacking the complexity of the subjective handling assessment without being simplistic and paying attention to interconnectedness of the different variables and their interplay with contextual factors.In the frame of the above-mentioned correlation study, the role of the driver in the driver-vehicle system is investigated. The results presented show that, with the chosen methodology, it is possible to gain insights on the driver’s testing strategy identifying the main vehicle responses affecting all the stages of the subjective evaluation. To deepen and strengthen the understanding of the driver’s role, two panel studies involving professional and non-professional drivers have been carried out. Those allowed the study and analysis of the vehicle-driver interaction in terms of proprioception and vision, audio-visual influences and aftereffects in motion

Ce projet porte sur l'étude d'un béton autoplaçant (BAP), qui fait partie des bétons à haute performance. Actuellement, le béton autoplaçant est très demandé dans le marché industriel suite à sa haute fluidité et principalement à sa grande déformabilité qui lui permet de se mettre en place sans aucune vibration sous l'effet de la pesanteur. Ceci a l'avantage de diminuer la main d'oeuvre ainsi que la nuisance sonore causée par la vibration comme dans le cas des bétons conventionnels. Sa bonne capacité de remplissage lui permet de se placer même dans une structure fortement ferraillée. Par contre, le coût unitaire d'un BAP est plus élevé que celui d'un béton conventionnel. Pour palier à cet inconvénient, on peut jouer sur l'optimisation et l'efficacité des composants du BAP, notamment le liant hydraulique, les ajouts cimentaires et les adjuvants chimiques (il s'agit généralement de dérivés cellulosiques, de polysaccharides ou d'amidon modifié). Ces produits, comme les fines, ont pour rôle d'empêcher le ressuage et de limiter les risques de ségrégation en rendant la pâte plus visqueuse. Mon sujet de recherche a consisté beaucoup plus en l'étude d'une comparaison du comportement et de la performance d'un BAP préparé avec différents couples d'agents viscosants-superplastifiants. Mon béton a été formulé de telle sorte que son écoulement rhéologique soit amélioré par l'utilisation de deux superplastifiants: un polynaphtalène et un polycarboxylate combinés à cinq agents viscosants. Les agents viscosants consistent en deux polysaccharides biopolymères à base de bio-gomme ayant pour caractéristiques d'être plus pseudo-plastiques, un polysaccharide anionique, un amidon modifié et le cinquième agent est un polymère dérivé cellulosique de type HPMC. Ces cinq agents viscosants joueront un rôle important dans l'ouvrabilité des BAP en lui conférant deux conditions satisfaisantes en regard de l'industrie du béton à savoir une densité maximale à l'état durci et une bonne maniabilité à l'état frais. Ces deux conditions vont faire de lui un béton très durable grâce à sa densité maximale tout en lui procurant une bonne résistance à court et long terme, ce béton sera aussi très fluide de telle sorte qu'il pourra être utilisé pour réhabiliter ou construire des ouvrages très complexes ou à accès très difficile pour la mise en place du béton. Cet objectif va s'étendre aussi à l'évaluation des effets que vont exercer ces agents viscosants sur le comportement du béton autoplaçant du point de vue maniabilité et propriétés mécaniques. Également, d'autres ajouts cimentaires ont été incorporés dans le béton à savoir le filler calcaire. et le laitier des hauts fourneaux. Ces derniers auront aussi une influence significative sur les propriétés rhéologiques du BAP telles que la stabilité et la résistance à la compression. En effet la garantie de la performance passe souvent par la possibilité de modifier légèrement certains paramètres de composition tels que les dosages en eau ou/et en adjuvant pour tenir compte de changements incontournables tels que l'ambiance climatique. Enfin, mon projet est la continuation d'autres travaux de recherche déjà entrepris dans le mime domaine, dans le béton deux types de fillers calcaires et d'autres ajouts cimentaires tels que (cendre volante, fumée de silice, laitiers de haut-fourneau).

Ce travail de thèse concerne l'amélioration des performances du moteur à courant continu sans balais, dit moteur Brushless (BLDC), et ceux d'un véhicule électrique utilisant ce type de moteur (BLDC) pour sa propulsion. L'objectif de cette thèse est d'apporter de nouvelles méthodes dédiées à la réduction des problématiques concernant ce type de moteur et ainsi augmenter son efficacité pour aboutir à une consommation d'énergie de véhicule électrique plus faible. Cela est effectué tout en tenant compte des différents paramètres entrant en considération lors du roulement d'un véhicule, à savoir les forces résistives tels que les forces aérodynamiques, de roulement, de pente, et de l'accélération. Une plateforme expérimentale a été ainsi mise en œuvre et sur laquelle les méthodes élaborées y ont été implantées et prouvées après l'analyse des résultats analytiques et ceux de simulation. Ces derniers ont été élaborés sur l'environnement MATLAB/Simulink. Les méthodes proposées traitent les problématiques en relation avec l'ondulation de courant, les pics de courant, et aussi le mode de contrôle adéquat pour une efficacité accrue
This thesis concerns the improvement of brushless DC motor performance, called Brushless motor (BLDC), and of an electric vehicle using this type of motor (BLDC) for its propulsion. The aim of this thesis is to provide new methods dedicated to the reduction of problems concerning this type of engine and thus increase its efficiency to achieve a lower electric vehicle energy consumption. This is done while taking into account the different parameters that come into consideration when rolling a vehicle, namely the resistive forces such as aerodynamic forces, rolling, slope, and acceleration. An experimental platform was thus implemented and on which the elaborated methods were implemented and proved after the analysis of the analytical and simulation results. These were developed on the MATLAB / Simulink environment. The proposed methods deal with problems related to current ripple, current peaks, and also the appropriate control mode for increased efficiency

Les contraintes de Compatibilité Électromagnétique (CEM) et Radiofréquence (RF) dans l’industrie automobile sont particulièrement sévères et nécessitent la mise en œuvre de méthodologies qui couvrent l’ensemble du développement des projets tout au long de leur conception. Pour accompagner l’implantation des produits dans le système, nous avons mis en place des actions qui couvrent les risques d’interaction des composants avec leur environnement proche, ces interactions ayant un impact à la fois sur l’aspect CEM des électroniques, et fonctionnel des systèmes RF. Une des difficultés pour concevoir ces équipements RF est que la spécification, c'est-à-dire le besoin final, est décrite par rapport au véhicule complet. Or au moment du développement de l’antenne le véhicule est souvent mal connu, voire n’existe pas encore. De plus, l’accélération du développement des véhicules permet de moins en moins d’attendre l’implantation finale pour adapter le produit à son environnement. Il faut donc développer des outils adaptés à ce besoin. Ces travaux de recherche proposent une méthodologie de simulation pour prédire le comportement des récepteurs RF en tenant compte de leur environnement de fonctionnement. Le premier chapitre est dédié à un panel dressant les généralités sur les antennes, l’état de l’art sur l’intégration système ainsi qu’une brève description des méthodes de calcul numérique. Ensuite, le deuxième chapitre est consacré à l’analyse de l’adaptation de l’antenne intégrée dans l’équipement, où nous énumérons, par le biais d’un plan d’expériences, les principaux paramètres provoquant le désaccord et la désadaptation. Afin de disposer d’un outil de prédiction, nous modélisons l’équipement sous une formulation circuit, de façon à mieux quantifier ces paramètres caractéristiques et pouvoir proposer des préconisations de design en phase amont. Enfin, Le troisième chapitre est consacré au rayonnement. Il prévoit d’étendre l’utilisation de la simulation numérique à la prédiction des diagrammes de rayonnement des dispositifs RF. Dans cette optique, nous proposons un modèle simplifié d’antenne qui peut être intégré facilement lors de l’évaluation du système complet
Electromagnetic Compatibility (EMC) and Radiofrequency (RF) constraints in the automotive industry are particularly stringent and require the implementation of methodologies that cover the entire project’s development throughout the design phase. In order to predict the installed performance of products in their operational environment, we developed actions that cover the coupling risks between components and their surroundings, these couplings having an impact on both EMC and functional aspects of RF systems. The main difficulty in designing RF equipments is that the specification, which means the final requirement, is described in relation to the whole vehicle. But during the development phase of a new product, the vehicle is often unavailable, or practically doesn’t exist yet. Furthermore, accelerating the development of vehicles allows less to wait for the final implementation, to be able to tune the product to its environment. A reason that pushes us to develop tools adapted to those needs. This thesis proposes a simulation methodology to predict the behavior of RF receivers taking into account their operational environment. The first chapter is devoted to a panel drawing up the generalities of antennas, the state of the art in system integration and a brief description of numerical methods. Then, the second chapter is devoted to the "detuning" phenomena, where we list, through an experimental approach, the parameters causing the detuning of an antenna. In order to obtain a predictive tool, we model the equipment using a circuit approach, to better quantify these parameters and to propose design rules in the early phases of projects development. Finally, the third chapter is devoted to the radiation analysis. It plans to expand the use of numerical simulation to predict the radiation patterns of RF devices. In this context, we propose a simplified model of an antenna that can be easily integrated at vehicle level

Les travaux présentés dans ce manuscrit s'inscrivent dans le contexte de la simulation de conduite et plus concrètement dans celui des simulateurs de conduite dynamique a hautes performances utilises pour la validation des systèmes avances et du véhicule autonome. Afin de répondre aux enjeux de performance et de perception du mouvement, nous présentons différentes approches d’amélioration des algorithmes de restitution de mouvement (MCA). L'ensemble de nos études montre que la stratégie de contrôle prédictif est le meilleur choix pour contrôler les mouvements des nouveaux simulateurs a hautes performances. Cependant, dans ce MCA l'optimisation en temps réel et le modèle de perception doivent être garantis afin améliorer l'immersion du conducteur dans l'environnement virtuel. Nous avons donc comparé différentes techniques pour résoudre les problèmes d'optimisation sous contraintes et avons propose une technique d'optimisation a partir de circuits integres, qui propose une solution intuitive et rapide au problème d'optimisation. Enfin, nous avons établi des recommandations de paramétrage des MCA en fonction du comportement de conduite auto-declare qui permet une meilleure perception du mouvement dans un simulateur de conduite, en conduite interactive et en mode autonome
The work presented in this manuscript takes part in the context of driving simulation and more specifically in the one of dynamic driving simulators used for the validation of advanced systems and the autonomous vehicle. In order to address the issues of performance and motion perception, we have presented different approaches to improve the Motion Cueing Algorithms (MCA). All our studies show that the model predictive control (MPC) strategy is the best choice to MCA on high-performance driving simulators. Indeed, compared to other strategies, it allows to better take advantage of the workspace without endangering the simulator and/or the driver. However, in this MCA, the real-time optimization and the perception model must be guaranteed in order to improve the driver's immersion in the virtual environment. Therefore, we compared different techniques to solve constrained optimization problems. We proposed a based optimization technique, which provides an intuitive and fast solution to the MPC constrained optimization problem. Finally, we established recommendations for MCA parameterization according to the self-declared driving behavior allowing a better perception of motion in a driving simulator, in interactive driving and in autonomous mode

L'étude de marché justifie l'opportunité de la conception d'un moyen d'analyse des performances de fonctionnement d'un véhicule utilitaire et de la détermination d'une méthode d'évaluation de la conduite, pour une gestion optimale énergétique mécanique et économique de la prestation de service. La présente étude montre qu'une assistance s'articulant suivant deux volets, une formation à la conduite et un suivi de la formation, grâce à l'heureuse action d'un processus d'acquisition de variables mécaniques judicieusement choisies dans l'environnement de fonctionnement (système breveté), permet d'atteindre ces objectifs. Ce nouveau concept d'assistance est fondé sur la responsabilisation des opérateurs de la conduite par l'installation à bord des véhicules d'un système de type boîte noire aéronautique à enregistrement de paramètres mécaniques de fonctionnement, qui réponde au besoin de dominer les différents facteurs de coûts d'un véhicule en utilisation. Deux dispositifs sont proposés : l'un à partir des domaines d'utilisation fixés par les constructeur, l'autre par la maîtrise de l'énergie.

Dans cette thèse, nous proposons un cadre méthodologique en phase de conception préliminaire dans l'industrie automobile, afin de gérer le compromis entre, d'une part, les contraintes d'architecture auxquelles est soumis un sous-système mécanique, et d'autre part une contribution satisfaisante du sous-système à la minimisation du bruit dans l'habitacle véhicule.
La méthodologie proposée, nous permet d'engager des négociations entre les architectes de l'automobile et les ingénieurs mécaniciens sur le respect ou le non-respect de contraintes d'architecture d'un sous-système ou d'un organe, ainsi que sur l'atteinte des cibles du cahier des charges en ce qui concerne les performances vibro-acoustiques.
Le cadre méthodologique proposé se compose de cinq étapes : (1) la modélisation du problème de conception, comprenant (a) la modélisation des performances vibro-acoustiques et (b) la modélisation des contraintes d'architecture (2) la métamodélisation (approximation mathématique) du problème de conception résultant en utilisant les métamodèles de type kriging, (3) la formulation du problème de conception sous la forme d'un problème d'optimisation multi-objectifs, (4) la génération grâce au métamodèle de la frontière de Pareto de ce problème d'optimisation multi-objectif par la méthode des contraintes normales et normalisées, (5) une étape de négociation entre les contraintes d'architecture et les performances du sous-système mécanique.
Pour gérer le problème des contraintes d'architecture, dans la phase de conception préliminaire, nous introduisons une méthode pour exprimer, par un critère dit d'architecture, le respect ou le non-respect des contraintes géométriques. L'originalité de cette méthode consiste dans le fait de migrer l'étape de l'allocation de volumes enveloppes sous un système de CAO vers un système d'IAO plus accessible aux ingénieurs puisque c'est dans ce système qu'ils gèrent leurs modèles éléments finis.
Nous introduisons, en outre, une méthode d'agrégation des performances vibro-acoustiques d'un sous-système mécanique en un seul critère (indicateur) à valeur réelle. Cette technique permet une réduction efficace de la dimension importante d'un problème de conception lié à l'étude d'un sous-système mécanique avec des multiples performances vibro-acoustiques.
L'application de la méthodologie à un cas d'étude, dans le domaine automobile, a permis de démontrer son efficacité à améliorer sensiblement les performances vibro-acoustiques d'une caisse en blanc (caisse nue d'une automobile) tout en respectant des contraintes d'architecture serrées à cause d'un volume enveloppe alloué au groupe motopropulseur du véhicule.
Finalement, avec ce cadre méthodologique, les négociations entre les architectes et les ingénieurs ne sont plus fondées sur des jugements qualitatifs, mais elles sont à présent fondées sur des critères quantitatifs à la fois pour les contraintes d'architecture et les performances mécaniques.

La prédiction de l'évolution du vieillissement de la batterie lithium-ion est source d'un grand défi, dans les applications liées aux véhicules électriques et hybrides. Sa méconnaissance est un risque considérable compromettant la viabilité d'un tel système. Invoquant les coûts substantiels de la densité d'énergie, liée à la dégradation considérable des performances de la batterie au cours de sa durée de vie, il devient important d'en tenir compte dès le processus de conception. La dépendance de la stratégie de contrôle du véhicule aux paramètres de la batterie justifie aussi la nécessité d'une telle prédiction. Il est connu que le vieillissement, sensible aux facteurs tels que le courant, la température et la profondeur de décharge, a un impact considérable sur la perte de capacité de la batterie ainsi que sur l'augmentation de la résistance interne. Le premier est directement lié à l'autonomie électrique du véhicule, alors que le second mène à une surchauffe de la batterie, à une augmentation des pertes en puissance qui se manifeste par une diminution de la tension de bus. À cet égard, impliqué dans la conception d'un véhicule récréatif hybride branchable à trois roues, le Centre de Technologies Avancées s'intéresse à l'étude du vieillissement de la batterie Li-ion pour une telle application. Pour ce faire, au contraire de la plupart des estimations empiriques de la durée de vie, basées sur des profils de décharge à courant constant, un profil de courant plus approprié pour l'application donnée, basé sur un cycle de vitesse représentatif de la conduite d'une motocyclette, a été utilisé. Par le biais d'un simulateur complet du véhicule, le cycle de courant a été extrait du cycle de vitesse. Ainsi, les travaux menés impliquent l'analyse expérimentale de la décharge cyclique de quatre cellules LiFePO 4 . Pendant plus de 1400 cycles, un banc d'essai complet a permis l'acquisition de la capacité, de la résistance interne, du courant, de la tension ainsi que de la température de surface. [symboles non conformes]

Dans le contexte automobile actuel de réduction des émissions de CO2, une réponse semble être apportée par le véhicule électrique. De nombreuses questions se posent alors, notamment concernant l'autonomie, d'autant plus que le nombre de consommateurs électriques dans les véhicules est en constante augmentation. Il est nécessaire de concevoir un groupe-motopropulseur électrique alliant autonomie et performances en considérant les contraintes de coût auxquelles est confronté tout constructeur.Concernant les outils de conception, très nombreux sont les constructeurs qui s'orientent vers d'autres solutions que la réalisation de prototypes en faisant appel à la simulation numérique dès le début du cycle en V pour optimiser leur prédimensionnement et assurer un gain non négligeable sur les délais et les coûts. Les travaux de thèse s'articulent ainsi autour de deux axes. Une première étape consiste à modéliser le réseau électrique automobile (chaîne de traction, système de confort thermique et réseau 14V) afin de simuler son fonctionnement en régime dynamique. L'aspect dynamique est important : des cartographies de pertes ne peuvent suffire si nous nous intéressons aux performances du véhicule en termes d'accélérations. D'autre part, l'autonomie est impactée de façon non négligeable par cet aspect dynamique.Dans une seconde étape, nous procéderons à l'optimisation du système de puissance. Les critères qui nous intéressent, autonomie et performances, sont antagonistes, ce qui donne lieu à la recherche de " meilleurs " compromis. Nous distinguons l'optimisation des lois de pilotage des organes de l'optimisation de l'architecture, les deux étant menées séquentiellement.

L’objet principal de cette thèse est de déterminer les méthodes et processus innovants, dans le domaine de l’intégration des systèmes antennaires, basés sur une exploitation optimale de la de la Base Champ Proche Sphérique véhicule (BCPS). Dans un premier temps, nous consacrons nos travaux à l’étude et à la recherche d’exploitation des techniques champs proches sphériques pour la mesure d’antennes in-situ. La deuxième partie développe les travaux que nous avons menés et les résultats obtenus dans le domaine de l’intégration des systèmes de réception FM à bord d’un véhicule. L’approche originale réside dans l’association des performances intrinsèques du dispositif rayonnant sur véhicule avec l’environnement électromagnétique dédié de la radiocommunication. Enfin, la troisième partie de nos travaux concerne les différentes propositions d’exploitation originale de l’outil BCPS en vue de l’étude de sensibilité à des sources radioélectriques
The main object of this thesis is to determine the methods and innovating processes, in the domain of the antenna system integration, based on an optimal exploitation of a vehicle Spherical Near-Field Facility (SNFF). First of all, we focus our works on the study and the utilization research of spherical near-field techniques for in-situ antennas measurements. The second part is devoted to the works that we have realized and the obtained results in the field of FM broadcasting service. We propose some new evaluation methods of FM systems on board in end-using conditions. The original approach is based on the association of the intrinsic performances of the radiating element on vehicle with the final mobile communication environment. Finally, the third part of our works concerns the different propositions of original utilization of the SNFF tool for the study of the sensitivity at radio-electrical sources

Cette thèse est consacrée à l'analyse de performance de Régulateurs de Vitesse Adaptatifs Coopératifs(CACC) pour un train de véhicules intelligents afin de réduire la congestion du trafic et améliorer la sécurité routière.Premièrement, la politique d'espacement, à Intervalles Constants de Temps (CTH) est introduite. Basé sur cette politique d'espacement, un nouveau système décentralisé de Deux-Véhicules-Devant CACC (TVACACC) est proposé, dans lequel l'accélération souhaitée de deux véhicules précédents est prise en compte. Ensuite, la stabilité de la chaîne du système proposé est analysée théoriquement. Il est démontré que grâce à l'aide de la communication multiple entre véhicules, une meilleure stabilité de la chaîne est obtenue par rapport au système conventionnel. Un train de véhicules dans le scénario Stop-and-Go est simulé avec une communication parfaite puis dégradée. Le système proposé donne un comportement stable de la chaîne, correspondant à l'analyse théorique.Deuxièmement, une technique de dégradation pour CACC est présentée comme stratégie alternative lorsque la communication sans fil est partiellement ou complètement perdue. La stratégie proposée, appelée DTVACACC, utilise le filtre de Kalman pour estimer l'accélération actuelle du véhicule précédent qui remplace l'accélération souhaitée. Il est démontré que la performance pour le DTVACACC, peut être maintenue à un niveau beaucoup plus élevé.Enfin, une approche d’Apprentissage par Renforcement (RL) pour système CACC est proposée. L' algorithme politique- gradient est introduit pour réaliser le contrôle longitudinal . Ensuite, la simulation a montré que cette nouvelle approche de RL est efficace pour CACC
This PhD thesis is dedicated to the performance analysis of Cooperative Adaptive Cruise Control (CACC) system for intelligent vehicle platoon with the main aims of alleviating traffic congestion and improving traffic safety. At first, the Constant Time Headway (CTH) spacing policy for vehicle platoon is introduced. Based on this spacing policy, a novel decentralized Two-Vehicle-Ahead CACC (TVACACC) system is proposed, in which the desired acceleration of two front vehicles is taken into account. Then the string stability of the proposed system is theoretically analyzed. It is shown that by using the multiple wireless communication among vehicles, a better string stability is obtained compared to the conventional system. Vehicle platoon in Stop-and-Go scenario is simulated with both normal and degraded communication.Secondly, a graceful degradation technique for CACC was presented, as an alternative fallback strategy when wireless communication is lost or badly degraded. The proposed strategy, which is referred to DTVACACC, uses Kalman filter to estimate the preceding vehicle’s current acceleration as a replacement of the desired acceleration. It is shown that the performance is maintained at a much higher level.Finally, a Reinforcement Learning (RL) approach of CACC system is proposed. The policy-gradient algorithm is introduced to achieve the longitudinal control. Then simulation has shown that this new RL approach results in efficient performance for CACC

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 industriel
The 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

Afin de rendre compétitifs les véhicules hybrides ou tout électriques, l'amélioration des performances des machines électriques embarquées est primordiale. Dans cette optique, le travail présenté s'intéresse en particulier à l'estimation en ligne des variations de température au sein d'une machine synchrone à aimants permanents. De ce fait, nous proposons d'estimer les paramètres physiques dépendants de la température, à savoir la résistance des enroulements et le flux des aimants. La connaissance des variations de température ou de ces paramètres permet en effet d'éviter une dégradation des performances en adaptant le contrôle en couple et de mettre en place une surveillance thermique autorisant notamment une meilleure disponibilité de la machine, sans risque d'endommagement. Pour répondre à ce double objectif, nous proposons deux observateurs de paramètres basés sur une modélisation réaliste de la machine. Nous établissons donc, en premier lieu, un modèle électrique du moteur qui tient compte de possibles différences entre signaux mesurés et exacts et garantit la robustesse des observateurs aux paramètres mécaniques. Un algorithme d'identification hors ligne des paramètres est proposé pour valider le modèle. Puis, basé sur ce modèle réaliste, les deux observateurs proposés, dit de Luenberger et de Kreisselmeier, estiment respectivement, suivant certaines conditions d'observabilité, le flux et la position pour le premier et un ou plusieurs paramètres parmi la résistance, le flux et l'inductance pour le second. Ces observateurs n'utilisent que les mesures de courant et de tension, ainsi qu'une mesure de position pour l'observateur de Kreisselmeier. Des études théoriques et en simulation sont menées pour valider le fonctionnement des observateurs et appréhender au mieux leurs réglages. En particulier, nous présentons une étude évaluant l'impact du bruit de mesure sur l'observateur de Luenberger afin d'améliorer sa robustesse au bruit sur une large plage de régime. Finalement, l'implémentation des observateurs sur différents bancs d'essais fournit des résultats prometteurs, tant pour l'estimation des paramètres que pour la faisabilité d'estimer les variations de température.

L'estimation de l'état de charge (SOC) est un point crucial pour la sécurité des performances et la durée de vie des batteries lithium-ion (Li-ion) utilisées pour alimenter les VE.Dans cette thèse, la précision de l'estimation de l'état de charge est étudiée à l'aide d'algorithmes de réseaux neuronaux récurrents profonds (DRNN). Pour ce faire, pour une cellule d’une batterie Li-ion, trois nouvelles méthodes sont proposées : une mémoire bidirectionnelle à long et court terme (BiLSTM), une mémoire robuste à long et court terme (RoLSTM) et une technique d'unités récurrentes à grille (GRU).En utilisant ces techniques, on ne dépend pas de modèles précis de la batterie et on peut éviter les méthodes mathématiques complexes, en particulier dans un bloc de batterie. En outre, ces modèles sont capables d'estimer précisément le SOC à des températures variables. En outre, contrairement au réseau de neurones récursif traditionnel dont le contenu est réécrit à chaque fois, ces réseaux peuvent décider de préserver la mémoire actuelle grâce aux passerelles proposées. Dans ce cas, il peut facilement transférer l'information sur de longs chemins pour recevoir et maintenir des dépendances à long terme.La comparaison des résultats indique que le réseau BiLSTM a de meilleures performances que les deux autres méthodes. De plus, le modèle BiLSTM peut travailler avec des séquences plus longues provenant de deux directions, le passé et le futur, sans problème de disparition du gradient. Cette caractéristique permet de sélectionner une longueur de séquence équivalente à une période de décharge dans un cycle de conduite, et d'obtenir une plus grande précision dans l'estimation. En outre, ce modèle s'est bien comporté face à une valeur initiale incorrecte du SOC.Enfin, une nouvelle méthode BiLSTM a été introduite pour estimer le SOC d'un pack de batteries dans un EV. Le logiciel IPG Carmaker a été utilisé pour collecter les données et tester le modèle en simulation. Les résultats ont montré que l'algorithme proposé peut fournir une bonne estimation du SOC sans utilisation de filtre dans le système de gestion de la batterie (BMS)
The State Of Charge (SOC) estimation is a significant issue for safe performance and the lifespan of Lithium-ion (Li-ion) batteries, which is used to power the Electric Vehicles (EVs). In this thesis, the accuracy of SOC estimation is investigated using Deep Recurrent Neural Network (DRNN) algorithms. To do this, for a one cell Li-ion battery, three new SOC estimator based on different DRNN algorithms are proposed: a Bidirectional LSTM (BiLSTM) method, Robust Long-Short Term Memory (RoLSTM) algorithm, and a Gated Recurrent Units (GRUs) technique. Using these, one is not dependent on precise battery models and can avoid complicated mathematical methods especially in a battery pack. In addition, these models are able to precisely estimate the SOC at varying temperature. Also, unlike the traditional recursive neural network where content is re-written at each time, these networks can decide on preserving the current memory through the proposed gateways. In such case, it can easily transfer the information over long paths to receive and maintain long-term dependencies. Comparing the results indicates the BiLSTM network has a better performance than the other two. Moreover, the BiLSTM model can work with longer sequences from two direction, the past and the future, without gradient vanishing problem. This feature helps to select a sequence length as much as a discharge period in one drive cycle, and to have more accuracy in the estimation. Also, this model well behaved against the incorrect initial value of SOC. Finally, a new BiLSTM method introduced to estimate the SOC of a pack of batteries in an Ev. IPG Carmaker software was used to collect data and test the model in the simulation. The results showed that the suggested algorithm can provide a good SOC estimation without using any filter in the Battery Management System (BMS)

Cette thèse a pour objectif d’étudier l’influence de la recharge rapide sur le vieillissement des batteries lithium, et son impact sur les performances des véhicules électriques dans le cadre d’une utilisation postale. La première partie est consacrée à la modélisation de batteries lithium par un modèle à circuit électriques équivalent, dont les paramètres sont identifiables par des tests de caractérisation linéaires. La deuxième partie est dédiée à l’étude du vieillissement, et abouti sur un estimateur de vieillissement par l’exploitation des données des tests de vieillissement accélérés. Ensuite, l’utilisation postale est étudiée, et un profil de courant représentatif de la sollicitation réelle de la batterie est proposé. Ce dernier a permis de valider le modèle de la batterie dans le domaine de l’utilisation postale. Ensuite un modèle de véhicules électriques est présenté, il intègre le modèle de batterie, tout en le faisant vieillir en utilisant l’estimateur de vieillissement. Enfin, les différentes stratégies de recharges possibles sont énumérées et comparées. Pour conclure sur leurs influences sur le vieillissement des batteries, et donc les performances de véhicules
This thesis aims to study the influence of fast charging on the aging of lithium batteries, and its impact on the performances of electric vehicles as part of a postal use. The first part is devoted to the modeling of lithium batteries with an equivalent electric circuit model, whose parameters could be identified using linear characterization tests. The second part is dedicated to the study of aging, and results in an aging estimator using data collected from accelerated aging tests programs. Then the postal usage is studied, and a power profile representative of the actual load on the battery is provided. The latter was used to validate the model of the battery in the field of postal use. Then the postal use is studied, and a current profile representative of the real behavior of the battery is provided. This profile was used to validate the model of the battery in the postal use domain. Then a model of electric vehicles is presented, it integrates the battery model, which can simulates the aging state of the battery using the ageing estimator. Finally, the various possible strategies of recharge are listed and compared, which leads to conclusions about their influences on aging of batteries, and the vehicles performance

La charge rapide des batteries est un enjeu majeur pour le développement de l’automobile électrique. Côté infrastructure, un déploiement de chargeurs de haute voire très haute puissance est en cours. Ces hautes puissances motivent une recherche sur les batteries, dans l’objectif de réduire significativement leurs durées de charge.Pour une cellule de batterie de caractéristiques données, la puissance de charge est limitée par des considérations électriques, thermiques et de durée de vie. Cette thèse souhaite alors apporter une contribution à la réduction du temps de charge, par une approche numérique de modélisation, simulation et optimisation. Elle compare également 4 références de cellules de différents matériaux et différentes densités d’énergie.Tout d’abord, des modèles du comportement électrique, thermique et de vieillissement d’une cellule sont développés séparément, puis couplés. De manière systématique, les modèles sont présentés, leurs procédures de calibration sont décrites, et ils sont comparés à des résultats expérimentaux. Une attention particulière est portée à l’effet des forts régimes de courant dans différentes conditions thermiques. Ceci a permis d’étendre leurs domaines de validité respectifs.Ensuite, une campagne de vieillissement accéléré est réalisée sur 3 références de cellules. Elle compare l’effet du courant de charge, de la tension de fin de charge et de différentes conditions thermiques sur la dégradation, dans le cadre d’un protocole de charge référence. Les résultats ont permis d’identifier plusieurs stratégies pour la réduction du temps de charge, au niveau du choix d’une référence de cellule, de la gestion thermique, et de l’optimisation du protocole de charge.Enfin, cette dernière stratégie est étudiée. Une méthode de définition par optimisation numérique d’un protocole de charge à plusieurs niveaux de courant constant est développée. Elle se base sur le modèle électro-thermique mis en place. La méthode est utilisée pour définir 5 protocoles de charge optimisés qui sont soumis à des essais de vieillissement accéléré. La dégradation est ensuite comparée à celle observée pour le protocole de charge référence. Dans des conditions comparables au protocole référence, les protocoles optimisés permettent de réduire le temps de charge et/ou la dégradation
Fast charging of batteries is a major challenge for the development of electric vehicles. A deployment of high power chargers is underway. These high power levels motivate research on batteries, with the aim of significantly reducing their charging times.For a battery cell of given characteristics, the charging power is limited by electrical, thermal and lifetime considerations. This thesis then wishes to make a contribution to the reduction of the charging time, by taking a numerical approach including modeling, simulation and optimization. It also compares 4 cell references of different materials and different energy densities.First, models of the electrical, thermal and aging behavior of a cell are developed separately, then coupled. In a systematic way, the models are presented, their calibration procedures are described, and they are compared with experimental data. Particular attention is paid to the effect of high current regimes under different thermal conditions. This made it possible to extend their respective domains of validity.Then, an accelerated aging campaign is carried out on 3 cell references. It compares the effect of the charging current, the end-of-charge voltage and different thermal conditions on the degradation, within the framework of a reference charging protocol. The results made it possible to identify several strategies for reducing the charging time, regarding the choice of a cell reference, thermal management, and the optimization of the charging protocol.This last strategy is finally studied. A method of definition of a charge protocol, containing several stages of constant current, is developed based on numerical optimization. The method makes uses the electro-thermal model implemented. It is then used to define 5 optimized charging protocols which are subjected to accelerated aging tests. The degradation is compared to that observed for the reference charging protocol. Under comparable conditions with the reference protocol, the optimized protocols make it possible to reduce the charging time and/or the degradation

Nous étudions dans cette thèse les problèmes liés à la Commande Globale de Châssis (CGC) automobile. L'objectif est de développer des méthodes pour piloter différents actionneurs du véhicule (suspensions, freinage et direction) afin de les faire collaborer, dans le but d'améliorer le confort et la sécurité, et, de maitriser la dynamique du véhicule. Ce problème est complexe car il implique des dynamiques variées, non linéaires et de fortes contraintes au niveau des actionneurs. Les méthodes et outils utilisés sont issus des récents développements de l'automatique dans le domaine de la commande robuste pour les systèmes linéaires à paramètres variant (LPV). Dans ce contexte, les principaux thèmes développés concernent la modélisation, l'analyse et le contrôle des véhicules automobiles, ainsi que le contrôle robuste des systèmes LPV, utilisant les outils des inégalités linéaires matricielles (LMIs). Les principaux résultats traitent du développement de méthodes LPV pour la synthèse de commande robuste de suspension semi-active et de la synthèse de contrôle global de châssis (CGC) garantissant sécurité et agrément de conduite.

Les préoccupations actuelles sur le réchauffement climatique et la déplétion des ressources fossiles exigent une mutation basée sur le développement durable. Ainsi, afin de garder nos acquis en termes de mobilité, il est extrêmement important de trouver des solutions de propulsion propres et efficaces. C'est pourquoi, la conception optimale systémique des chaînes de traction électrique est un enjeu majeur.

La thèse présente une méthodologie rationnelle pour la conception optimale systémique appliquée à la conception des chaînes de traction électrique. La méthodologie est générale et se base sur l'optimisation sous contraintes. Elle intègre l'utilisation de différents niveaux de granularité au sein du modèle de conception. Une interface a été développée afin d'appliquer aisément cette méthodologie à des cas pratiques variés. Deux objectifs ont été traités, le premier concerne la définition des cahiers des charges des composants, le deuxième concerne la conception détaillée d'un composant de la chaîne de traction en prenant en compte l'ensemble du système. Ces applications mettent en évidence les avantages de la méthodologie proposée et l'importance de l'approche systémique.

Ce travail concerne les machines synchrones à excitation (rotor bobiné). Leur modélisation est effectuée sous forme analytique; elle peut être employée lors des phases d'étude et de conception de ces machines (par exemple, pour la prédétermination des formes d'ondes et des pertes fer). Le premier chapitre présente les véhicules électriques et les particularités de leur chaîne de traction. Nous en déduisons ensuite les contraintes qui influent sur les paramètres magnétiques de ces machines. La méthode de calcul utilisée est détaillée dans le deuxième chapitre. Celle-ci permet d'analyser les effets de la saillance des machines au cours de leur rotation. Cette méthode se base sur une étude de la perméance d'entrefer (unique point traité par résolution numérique) qui conduit à un modèle de cette zone soit ponctuel, soit harmonique. Nous présentons ensuite les éléments permettant d'adapter cette caractérisation au cas des machines synchrones à aimants permanents. Les chapitres suivants sont consacrés à l'exploitation et à la validation de ce modèle pour différents points de fonctionnement de la machine. Le calcul des inductances (directe et en quadrature) en régime permanent, ainsi que la détermination de la répartition instantanée des flux en rotation, y sont traités. Les résultats obtenus avec le modèle analytique sont comparés à ceux obtenus avec des résolutions intégralement numériques (éléments finis). Divers cas ont été testés, notamment le fonctionnement en survitesse avec une forte réaction d'induit et le fonctionnement à couple maximum. Le modèle a permis de reconstituer avec une bonne précision ces différents cas, même en présence de saturation. Ces résultats valident le concept développé ici.