Добірка наукової літератури з теми "Véhicules électriques – Design – Consommation d'énergie"

L'industrie automobile est contrainte d'accélérer le développement et le déploiement des véhicules électrifiés à un rythme sans précédent, afin d'aligner le secteur du transport avec les objectifs climatiques. La réduction du temps de développement des véhicules électriques devient une priorité urgente. D'autre part, l'industrie est confrontée à une complexité accrue et à l'ampleur de l'espace de conception des chaînes de traction électrifiées émergentes. Les approches existantes pour aborder la conception des composants, notamment les méthodes numériques telles que la méthode des éléments finis, la mécanique des fluides numérique, etc., reposent sur un processus de conception détaillé. Cela entraîne une longue charge de calcul lorsqu'on essaie de les intégrer au niveau système. L'accélération des premières phases de développement des véhicules électrifiés nécessite de nouvelles méthodologies et de nouveaux outils, permettant d'explorer l'espace de conception au niveau système. Ces méthodologies devraient permettre d'évaluer les différents choix de pré-dimensionnement des chaînes de traction électrifiées dans les phases de pré-étude. Cette évaluation devrait se faire de manière efficace en termes de temps de calcul, tout en garantissant des résultats fiables en termes de consommation énergétique au niveau système. Pour relever ce défi, cette thèse de doctorat vise à développer une méthodologie de mise à l'échelle pour les systèmes d'entraînement électromécaniques, permettant l'étude au niveau système de différents véhicules électriques. Un système d'entraînement électromécanique se compose d'un ensemble comprenant un onduleur, une machine électrique, un réducteur mécanique et une unité de contrôle. La procédure de mise à l'échelle vise à prédire les données d'une conception nouvellement définie d'un composant donné avec des spécifications différentes sur la base d'une conception de référence, sans avoir à refaire des étapes qui demandent beaucoup de temps et d'efforts. À cette fin, différentes formulations de lois de mise à l'échelle des composants du système d'entraînement électromécanique sont examinées en détail et comparées au niveau composant en termes de mise à l'échelle de la perte de puissance. Un accent particulier est mis sur l'examen de la méthode de mise à l'échelle linéaire des pertes par une homothétie, qui est largement employée dans les études au niveau système. En effet, cette méthode présente des hypothèses discutables et n'a pas fait l'objet d'une étude approfondie. En outre, l'une des principales contributions de ce travail est la formulation des lois de mise à l'échelle des pertes de puissance des réducteurs mécaniques, qui ont été identifiées comme une lacune dans la littérature actuelle. Pour ce faire, une campagne expérimentale intensive a été menée sur des réducteurs mécaniques commerciaux. Pour intégrer les lois d'échelle au niveau système et étudier l'interaction entre les composants mis à l'échelle, le formalisme de la représentation macroscopique énergétique est utilisé. La nouveauté de la méthode proposée réside dans la structuration d'un modèle et d'une commande évolutifs du système d'entraînement électromécanique de référence à utiliser dans la simulation au niveau système. La nouvelle organisation consiste en un modèle et une commande de référence complétés par deux éléments d'adaptation de puissance du côté électrique et mécanique. Ces derniers éléments prennent en compte les effets d'échelle, y compris les pertes de puissance. La méthodologie est appliquée à différents cas d'étude de véhicules électriques à batterie, allant des véhicules légers aux véhicules lourds. Une attention particulière est accordée à l'évaluation de l'impact de la méthode de la mise à l'échelle linéaire sur la consommation d'énergie, en tenant compte de différents facteurs de mise à l'échelle de la puissance et des cycles de conduite, par rapport à d'autres méthodes de mise à l'échelle avec une haute-fidélité
The automotive industry is required to accelerate the development and deployment of electrified vehicles at a faster pace than ever, to align the transportation sector with the climate goals. Reducing the development time of electric vehicles becomes an urgent priority. On the other hand, the industry is challenged by the increasing complexity and large design space of the emerging electrified powertrains. The existing approaches to address component design, such as numerical methods exemplified by finite element method, computational fluid dynamic, etc., are based on a detailed design process. This leads to a long computational burden when trying to incorporate them at system-level. Speeding up the early development phases of electrified vehicles necessitates new methodologies and tools, supporting the exploration of the system-level design space. These methodologies should allow for assessing different sizing choices of electrified powertrains in the early development phases, both efficiently in terms of computational time and with reliable results in terms of energy consumption at system-level. To address this challenge, this Ph.D. thesis aims to develop a scaling methodology for electric axles, allowing system-level investigation of different power-rated electric vehicles. The electric axle considered in this thesis comprises a voltage source inverter, an electric machine, a gearbox, and a control unit. The scaling procedure is aimed at predicting the data of a newly defined design of a given component with different specifications based on a reference design, without redoing time and effort-consuming steps. For this purpose, different derivations of scaling laws of the electric axle components are thoroughly discussed and compared at component-level in terms of power loss scaling. A particular emphasis is placed on examining the linear losses-to-power scaling method, which is widely employed in system-level studies. This is because, this method presents questionable assumptions, and has not been the subject of a comprehensive examination. A key contribution of the presented work is the derivation of power loss scaling laws of gearboxes, which has been identified as a gap in the current literature. This is achieved through an intensive experimental campaign using commercial gearboxes. To incorporate the scaling laws at system-level and study the interaction between the scaled components, the energetic macroscopic representation formalism is employed. The novelty of the proposed method lies in structuring a scalable model and control for a reference electric axle to be used in system-level simulation. The novel organization consists of a reference model and control complemented by two power adaptation elements at the electrical and mechanical sides. These latter elements consider the scaling effects, including the power losses. The methodology is applied for different study cases of battery electric vehicles, ranging from light to heavy-duty vehicles. Particular attention is paid to assessing the impact of the linear power-to-losses scaling method on the energy consumption considering different power scaling factors and driving cycles, as compared to high-fidelity scaling methods

Le réchauffement climatique est un défi majeur du 21ème siècle. Les émissions de gaz à effet liés au secteur des transports est un des principaux contributeurs à ce réchauffement. Le Véhicule Electrique (VE) est une des solutions pour réduire la pollution engendrée par le secteur des transports. Mais l’autonomie du véhicule électrique est un des freins à son adoption.Dans le cadre du programme Campus Universitaire à Mobilité Neutre et Innovante et Neutre en carbone (CUMIN), l’Université de Lille cherche à réduire les émissions de gaz à effet de serre liés aux déplacements réalisés au départ, à l’arrivée ou sur son campus de la Cité Scientifique. Le VE est une des solutions envisagées. Pour encourager les conducteurs de véhicules venant sur le campus à passer au VE, l’université cherche à évaluer la consommation du véhicule en vue de proposer des solutions de recharge neutres en carbone.La consommation d’énergie ou l’autonomie des VEs dépend de nombreux facteurs et est sujette à de fortes variations. L’évaluation de ces facteurs est primordiale pour mieux estimer la consommation du véhicule. L’objectif de cette thèse est de réaliser un outil de simulation d’un véhicule électrique en vue d’évaluer l’impact de différents facteurs sur la consommation d’énergie du véhicule. L’outil de simulation proposé prend en compte la consommation d’énergie liée à la traction du véhicule et des auxiliaires, notamment, la partie confort de l’habitacle. L’outil de simulation est organisé à l’aide la Représentation Energétique Macroscopique (REM). Ce formalisme d’organisation conduit à une approche « directe » permettant de bien prendre en compte les limitations du système. Dans cette thèse, les modélisations sont validées à l’aide d’expérimentation avant de réaliser des comparaisons par simulation
Global Warning is one of the major challenges for the 21st century. The transport sector is one of the biggest emitters of greenhouse gas. Electric Vehicles (EVs) are one of the solutions able to reduce those emissions. However, the driving range of the vehicle is one of the barriers for EVs’ adoption. The Campus of University with Mobility based on Innovation and carbon Neutral (CUMIN) program aims at reducing the greenhouse gas emissions produced by mobility at campus “Cité Scientifique” of the University of Lille. EVs are one of the solutions studied to reduce emissions on this campus. For this solution, the university wishes to study the implementation of charging stations to promote EVs. In order to do this, a tool for estimating the energy consumption of an EV is required.Many factors have an impact on the energy consumption of EVs or their driving range. It is necessary to evaluate the effects of the different factors so as to have a better estimation of the driving ranges of those cars. In this PhD Thesis, the impact of different factors on the energy consumption of an Electric Vehicle has been assessed with a simulation tool developed on purpose. The suggested tool takes into account the energy consumption of the traction system, the Heating, Ventilation and Air Conditioning (HVAC) system and the other auxiliaries of the vehicle. This tool has been developed with Energetic Macroscopic Representation. This formalism aims at organizing the model using a forward approach. With this approach, it is possible to take into account the limitations of the system in the simulation tool of the vehicle. In this thesis, the modeling of the different parts have been developed, then validated with experimental tests. Finally, simulations have been carried out to evaluate the impact of the different factors on the energy consumption of an EV

Le contexte écologique et économique actuel incite les autorités et le public à la réduction des émissions de CO2 et les dépendances vis-à-vis des hydrocarbures. Le transport représente 23 % des émissions de polluants dans le monde, et ce chiffre passe à 39 % pour la France. L’adoption de nouvelles solutions de transport est primordiale pour la réduction de ces émissions. L’électromobilité représente une alternative viable aux véhicules thermiques conventionnels. Si les véhicules électriques permettent une mobilité avec zéro émission, certaines de leurs caractéristiques empêchent leur développement. Les principaux freins à l’adoption de ce type de véhicules sont l’autonomie limitée, le faible déploiement des stations de recharge en milieu urbain (et extra urbain) ainsi que les temps de recharge importants. Aussi, afin de promouvoir l’usage de ce type de mobilité, il incombe de développer des outils visant à optimiser la consommation électrique tenant compte des caractéristiques liées à ce type de mobilité. C’est l’objectif de ce travail de thèse qui se focalise sur le développement d’outils permettant d’optimiser l’usage de véhicules électriques. Pour ce faire, trois grands axes sont définis : la modélisation des véhicules électriques, l’affectation des stations de recharge et le choix d’éco-itinéraires. La première partie de cette thèse s’intéresse à l’estimation de la consommation des véhicules électriques ainsi qu’à la présentation de la librairie de modèles dynamiques VEHLIB d’estimation de la consommation de ce type de véhicules. La seconde partie est consacrée à l’affectation optimale des stations de recharge. Une méthodologie de déploiement d’infrastructures de recharge est proposée pour la ville de Lyon avec prise en compte de la demande de mobilité issue des enquêtes ménages déplacements. La troisième partie de la thèse s’intéresse à la thématique du choix d’éco-itinéraire (green routing). Celle-ci aboutit à la proposition d’une méthodologie multi-objectif de recherche de stations de recharge afin de déterminer des itinéraires optimaux avec déviation vers ces stations lorsque l’état de charge de la batterie du véhicule ne permet pas de terminer le trajet. Pour finir, une expérimentation a été réalisée à l’aide d’un véhicule électrique équipé de capteurs de position et de consommation pour d’une part valider les méthodologies proposées et d’autre part analyser les facteurs exogènes qui influent sur la consommation des véhicules électriques
The current ecological and economic context encourages the authorities and the public to reduce CO2 emissions and oil dependence. The transportation is responsible for 23% of pollutants emissions in the world, and this proportion increases up to 37% in France/ The adoption of new transport solutions is primordial to reduce these emissions. Electro mobility is a viable alternative to conventional vehicles. While electric vehicles offer mobility with zero emissions, some of their characteristicds impede their development. The main obtacle to the adoption of these vehicles is the limited autonomy, a sparse distribution of charging stations in urban areas as well as a significant charging time. Also, to promote the use of this type of mobility, it is primordial to develop tools that optimize the energy consumption and take in to account the characteristics associated with this type of mobility. To achieve this, three areas are difined: modeling of electric vehicles, optimized charging station deployment and eco routing. The first part of this theis focuses on the consumption estimation of the electric vehicles and the presentation of the dynamic model library VEHLIB. The second part is dedicated to optimal allocation of charging stations; A methodology for the deployment of electric vehicle charging infrastructures is proposed for the urban area o fthe city of Lyon, taking into account the mobility demand derived from the household travel surveys.The third part of the thesis deals with the eco-routing (green routing). A multi-objective methodology for eco routing with recharge en-route is proposed. The solutions take into account battery state does not permit to finish the trip.Finally, an experiment was carried out using an electric vehicle equipped with position and consumption sensors in order to validate the proposed methodologies and analyze exogenous factor that impact the electric vehicle consumption

Ce travail présente la gestion de l'énergie d'un véhicule hybride série. C'est une plate-forme dotée de trois sources d'énergie, deux moteurs thermiques entraînant chacun un alternateur-redresseur, et une batterie. L'objectif est de fournir l'énergie nécessaire pour le fonctionnement des moteurs de traction et des auxiliaires. L'étude a été menée par une démarche hiérarchique. Le premier chapitre modélise les sources d'énergie en commençant par la batterie. L'estimation de son état de charge est obtenue par identification paramétrique. Ensuite un modèle cartographié du moteur thermique est développé. Les deux alternateurs - convertisseurs sont modélisés et associés aux moteurs diesel. Le chapitre 2 traite de la répartition optimale de puissance entre les deux groupes électrogènes dont l'un est à vitesse fixe et l'autre à vitesse variable. Le problème résolu est une optimisation avec comme contrainte la minimisation de la consommation de carburant. Les résultats obtenus montrent l'intérêt du groupe à vitesse variable à faible puissance. La dernière partie du mémoire est consacrée à la simulation et à la mise en œuvre en temps réel du système. Ce chapitre étudie la gestion des consignes d'injection pour les moteurs thermiques et l'élaboration des consignes pour la commande en courant des redresseurs. L'interconnexion des modèles des sources aux signaux du calculateur ou CŒUR du système a permis de simuler le comportement des sources d'énergie du véhicule. Enfin le schéma de mise en oeuvre en temps réel est présenté, les modèles étant remplacés par les sous-ensembles réels du banc. Il apparaît, au travers de cette étude, l'intérêt indéniable du véhicule hybride série pour répondre aux insuffisances du véhicule tout électrique limité par son autonomie. Les premiers essais ont montré l'impact direct des lois de gestion de l'énergie et leur performance sur l'usage du véhicule électrique hybride série
This work presents the energy management of a series hybrid vehicle. It is a platform equipped with three sources of energy, two thermal engines involving each one an alternator-rectifier, and a battery. The objective is to provide energy necessary for the operation of the traction motors and the auxiliaries. The study was undertaken by a hierarchical step. The first chapter models the sources of energy while starting with the battery. The estimate of its state of charge is obtained by parametric identification. Then a look-up table model of the thermal engine is developed. Two alternators - converters are modelled and associated to diesel engines. The chapter 2 treats the optimal sharing of power between the two power generating units of which one is at fixed speed and the other at variable speed. The solved problem is an optimization with like constraint the minimization of the fuel consumption. The results obtained show the interest of the group at variable speed at low power. The last part of the report is devoted to simulation and the implementation in real time of the system. This chapter studies the management of the instructions of injection for the thermal engines and the development of the instructions for control of current through the DC side of the rectifiers. The interconnection of the models of the sources to the signals of the calculator or HEART of the system made it possible to simulate the behaviour of the sources of energy of the vehicle. Finally the diagram of implementation in real time is presented, the models being replaced by the real subsets of the bench. It appears, through this study, the undeniable interest of the series hybrid vehicle to answer the insufficiencies of the electric vehicle limited by its autonomy. The first tests showed the direct impact of the laws of energy management and their performance on the use of series hybrid electric vehicle

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 européennes
This 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

Notre travail a porté sur la contribution à la conception d'un outil modulaire pour la simulation de véhicules électriques et hybrides sur des trajets d'usage réel. Notre apport a concerné plus précisément la motorisation asynchrone dont le modèle proposé ici tient compte des contraintes imposées à l'entrée et à la sortie du moteur électrique par le type d'usage du véhicule. En effet, une étude préliminaire concernant l'usage réel d'un véhicule utilitaire électrique de livraison nous a permis de mettre en évidence le domaine et le temps d'utilisation du moteur électrique. Celui ci est amené à fonctionner en surcharge pendant des périodes de courtes durées et à faibles puissances pendant un temps important. Le modèle du moteur asynchrone exposé dans ce travail présente de ce fait des paramètres variables pour tenir compte des phénomènes de saturation magnétique, d'effet de peau dans le rotor et de l'élévation de température. Nous présentons les méthodes pour l'identification de ces paramètres à partir d'essais à vide et en charge du moteur. Les mesures sont effectuées sur un banc d'essai muni d'un onduleur à IGBT et d'une commande vectorielle. Le module de calcul développé autour du modèle identifié permet de calculer les grandeurs électriques et énergétiques en offrant plusieurs possibilités de fonctionnement. Ce module est ensuite intégré dans le logiciel de simulation de véhicules électriques et hybrides VERT de l'INRETS. L'utilisation de ce logiciel nous a permis d'examiner deux solutions à motorisation asynchrone. La première a concerné un véhicule urbain léger dont l'étude des performances et de consommation d'énergie nous ont permis de comparer les différentes stratégies de commandes et de vérifier l'importance de l'usage réel du véhicule. La deuxième a consisté en une chaine de traction à deux moteurs asynchrones pour un véhicule utilitaire de livraison en vue d'une économie d'énergie.

Les véhicules électriques et hybrides font partie des éléments clés pour résoudre les problèmes de réchauffement de la planète et d'épuisement des ressources en combustibles fossiles dans le domaine du transport. En raison des limites des différents systèmes de stockage et de conversion d’énergie en termes de puissance et d'énergie, les hybridations sont intéressantes pour les véhicules électriques (VE). Dans cette thèse, deux hybridations typiques sont étudiées • un sous-système de stockage d'énergie hybride combinant des batteries et des supercondensateurs (SC) ; • et un sous-système de traction hybride parallèle combinant moteur à combustion interne et entraînement électrique. Ces sources d'énergie et ces conversions combinées doivent être gérées dans le cadre de stratégies de gestion de l'énergie (SGE). Parmi celles-ci, les méthodes basées sur l'optimisation présentent un intérêt en raison de leur approche systématique et de leurs performances élevées. Néanmoins, ces méthodes sont souvent compliquées et demandent beaucoup de temps de calcul, ce qui peut être difficile à réaliser dans des applications réelles.L'objectif de cette thèse est de développer des SGE simples mais efficaces basées sur l'optimisation en temps réel pour un VE et un camion à traction hybride parallèle alimentés par des batteries et des SC (système de stockage hybride). Les complexités du système étudié sont réduites en utilisant la représentation macroscopique énergétique (REM). La REM permet de réaliser des modèles réduits pour la gestion de l'énergie au niveau de la supervision. La théorie du contrôle optimal est ensuite appliquée à ces modèles réduits pour réaliser des SGE en temps réel. Ces stratégies sont basées sur des réductions de modèle appropriées, mais elles sont systématiques et performantes. Les performances des SGE proposées sont vérifiées en simulation par comparaison avec l’optimum théorique (programmation dynamique). De plus, les capacités en temps réel des SGE développées sont validées via des expériences en « hardware-in-the-loop » à puissances réduites. Les résultats confirment les avantages des stratégies proposées développées par l'approche unifiée de la thèse
Electric and hybrid vehicles are among the keys to solve the problems of global warming and exhausted fossil fuel resources in transportation sector. Due to the limits of energy sources and energy converters in terms of power and energy, hybridizations are of interest for future electrified vehicles. Two typical hybridizations are studied in this thesis: • hybrid energy storage subsystem combining batteries and supercapacitors (SCs); and• hybrid traction subsystem combining internal combustion engine and electric drive. Such combined energy sources and converters must be handled by energy management strategies (EMSs). In which, optimization-based methods are of interest due to their high performance. Nonetheless, these methods are often complicated and computation consuming which can be difficult to be realized in real-world applications.The objective of this thesis is to develop simple but effective real-time optimization-based EMSs for an electric car and a parallel hybrid truck supplied by batteries and SCs. The complexities of the studied system are tackled by using Energetic Macroscopic Representation (EMR) which helps to conduct reduced models for energy management at the supervisory level. Optimal control theory is then applied to these reduced models to accomplish real-time EMSs. These strategies are simple due to the suitable model reductions but systematic and high-performance due to the optimization-based methods. The performances of the proposed strategies are verified via simulations by comparing with off-line optimal benchmark deduced by dynamic programming. Moreover, real-time capabilities of these novel EMSs are validated via experiments by using reduced-scale power hardware-in-the-loop simulation. The results confirm the advantages of the proposed strategies developed by the unified approach in the thesis

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

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 réalisés
The 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

La crise énergétique et environnementale ont promu le gouvernement à prendre des mesures vigoureuses pour stimuler la transition énergétique et accélérer la croissance verte. Dans cette politique, les véhicules électriques (VE) constituent à terme une réelle réponse aux problématiques actuelles. Leur insertion dans le système électrique a poussé l’ensemble des acteurs et notamment les gestionnaires de réseaux de distribution à privilégier une modernisation des réseaux électriques. Assimilée à la thématique des Smart Grids, la thèse vise à apporter des éléments de réflexion au concept de la gestion de la demande appliquée aux VE. La première partie de ce travail expose une méthodologie d’évaluation de l’impact technico-économique des VE sur les réseaux de distribution HTA/BTA. Ensuite, pour soulever cette problématique, une prospection des services du pilotage de charge orientés réseaux et marché est menée en deuxième partie. Une démarche d’analyse des pistes de valorisation a permis de dégager les services à forte contribution économique. A ce titre, une méthodologie de conception de stratégies de supervision optimisées est proposée. Son application a permis de tirer des conclusions sur la valorisation financière et environnementale des effacements de charges de VE. Les résultats de simulation sont employés pour une étude de rentabilité technico-économique. Ensuite, le comportement des réseaux de distribution face aux algorithmes de supervision est étudié par une approche de co-simulation. Enfin, les principes Smart Grids sont analysés et validés via des expérimentations réalisées sur un démonstrateur hybride interfaçant un simulateur temps réel avec du matériel physique
Energy and environmental crisis have prompted the government to take strong measures to stimulate energy transition and accelerate green growth. In this context, electric vehicles (EVs) are considered as a real solution to deal with the current problems. Their integration into the electrical system promotes distribution system operators to develop smart solutions in this field. Concerning the Smart Grids concept, the present work aims to provide answers to a wide range of questions for demand side management program using plug-in EVs charging strategies. The first section of this PhD project, presents a methodology to assess technical and economic impacts of EVs charging on Medium and Low voltage distribution networks. Afterwards, analyses about the competitive EVs load management ancillary services are conducted in the third chapter. By comparing potential and opportunities of each ones, three ancillary services for electricity market contribution were selected. In this context, a methodology for designing energy management strategies is proposed. The latter is applied to the selected ancillary services to assess the financial contribution of the developed strategies. Environmental aspects and Wind-to-Vehicle concept are also evaluated. Furthermore, thanks to a co-simulation interface, the interactions between supervision strategies and real distribution networks are analyzed. The last section presents a Hardware-in-the-loop demonstrator using a real time simulator, smart meters and EVs charging stations. Through experiments, communication constraints and Smart Grids principles are evaluated and validated