Étude des stratégies de refroidissement pour convertisseurs électroniques dans des véhicules automobiles hybrides

Study of the electronic inverters cooling alternatives for hybrid automotive applications

• Auteur / Autrice : Ouattara Karim
• Direction : Christian Schaeffer, Robert Perret
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie électrique
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Résumé

Pour repousser la limite des ressources énergétiques des véhicules électriques, la conception d'une propulsion hybride est envisagée. Pour cette motorisation, incluant à la fois une chaîne de traction thermique classique et une chaîne de traction électrique, l'utilisation commune des ressources permet de limiter le poids, le volume et le coût du véhicule. Notre travail porte sur la mise en commun du système de refroidissement pour les deux chaînes de traction. Dans ce contexte, le refroidissement de l'onduleur IGBT doit être dimensionné avec un fluide caloporteur dont la température avoisine 90ʿC. Dans la première partie de notre travail nous avons effectué le dimensionnement électrique de cet onduleur, en tenant compte des contraintes mécaniques et thermiques tout, en limitant la température de fonctionnement des IGBT à 125 ʿC. Après avoir calculé les pertes dans les semiconducteurs, nous avons abordé le dimensionnement thermique de l'ensemble en montrant les limitations du refroidissement classique iées aux performances thermiques des interfaces module/refroidisseur et solide/fluide. Pour repousser ces deux limitations, nous avons dans un second chapitre abordé les stratégies d'amélioration du transfert thermique convectif existant entre le fluide caloporteur et les parois du refroidisseur. Différentes géométries de refroidisseurs ont été étudiées et une technique d'interface poreuse a été investiguée. Enfin dans le troisième chapitre, l'intégration de refroidisseurs dans la semelle des modules a été étudiée. Dans le quatrième et dernier chapitre, nous avons synthétisé et comparé les différentes possibilités existantes pour répondre aux besoins de cette application.