Thèse soutenue

Conception et commande de véhicules hybrides
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Auteur / Autrice : Marcelino Sanchez Pantoja
Direction : Sébastien DelpratTheo Hofman
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Automatique
Date : Soutenance le 18/12/2020
Etablissement(s) : Valenciennes, Université Polytechnique Hauts-de-France
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'automatique, de mécanique et d'informatique industrielles et humaines (Valenciennes, Nord ; 1994-...)
établissement délivrant conjointement le doctorat : Institut national des sciences appliquées Hauts-de-France (Valenciennes, Nord ; 2019-....)
Jury : Président / Présidente : Florence Ossart
Examinateurs / Examinatrices : Sébastien Delprat, Theo Hofman, Guillaume Colin, Antonio Sciarretta, Eric Bideaux, Rudy R. Negenborn
Rapporteurs / Rapporteuses : Guillaume Colin, Antonio Sciarretta

Résumé

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La thèse s’intéresse au développement des technologies de véhicules hybrides. Elle comprend trois thèmes principaux : En portant des degrés de liberté supplémentaires du véhicule hybride, la stratégie de gestion ´énergétique répond aux demandes de puissance du conducteur de telle manière que la consommation totale d’essence soit minimisée. La contribution sur ce sujet est une m´méthodologie basée sur le principe du minimum de Pontryagin, des fonctions de pénalité, et la minimisation implicite du Hamiltonien. La m´méthodologie proposée est capable de calculer la stratégie de gestion ´énergétique, avec plusieurs contraintes sur les ´états. La m´méthodologie est illustrée avec deux exemples. Il est montré que la m´méthodologie proposée est jusqu’`a 46 fois plus rapide que la programmation dynamique. Dans un véhicule avec une boite de vitesses, la présence des oscillations dans la transmission, qui est plus notable quand le véhicule roule avec le 1er ou 2nd rapport engagé (et donc aux bas vitesses), arrive lorsque la dynamique de torsion de la transmission est excitée par des couples qui changent soudainement et qui atteignent des valeurs considérables. Notre contribution sur ce sujet est la conception et l’implémentation d’une loi de commande réduisant ces oscillations qui diminuent l’agrément de conduite. La commande est mise en œuvre en ajoutant un signal de commande `a la consigne de couple de la machine ´électrique demandée par le superviseur ´énergétique. La loi de commande ne requiert aucun actionneur supplémentaire. En outre, elle n’interfère pas avec la stratégie de gestion ´énergétique, et par conséquent, son effet sur la consommation d’essence est n´négligeable. Le calcul de l’architecture optimale d’un véhicule hybride est un problème considérablement complexe qui englobe l’optimisation de la stratégie de gestion ´énergétique, le choix de la technologie des composants du groupe motopropulseur (GMP), et les paramètres de ces composants. Dans ce travail, en s’appuyant sur des résultats existants, le comportement ´énergétique des composants du groupe motopropulseur est modélisé par des modèles convexes. Avec ces modèles convexes, le GMP hybride est considéré comme un réseau de puissance. La contribution principale est la formulation de la stratégie de gestion ´énergétiques et du choix de l’architecture optimales via un problème de programmation linéaire mixte en nombres entiers.