Thèse soutenue

Commande par mode glissant d'ordre supérieur pour les systèmes de puissance hybrides en intégrant la dégradation de la source principale
FR  |  
EN
Accès à la thèse
Auteur / Autrice : Yue Zhou
Direction : Salah LaghroucheAbdesslem Djerdir
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie électrique
Date : Soutenance le 15/12/2021
Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et microtechniques (Besançon ; 1991-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : FEMTO-ST : Franche-Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique - Sciences et Technologies (Besançon)
Etablissement de préparation : Université de technologie de Belfort-Montbéliard (1999-....)
Jury : Président / Présidente : Bruno Douine
Examinateurs / Examinatrices : Salah Laghrouche, Abdesslem Djerdir, Mohamed Benbouzid, Hamid Gualous, Patrice Wira, Hussein Obeid
Rapporteurs / Rapporteuses : Mohamed Benbouzid, Hamid Gualous

Résumé

FR  |  
EN

Cette thèse a pour but de développer des approches de contrôle par mode glissant d'ordre supérieur pour les systèmes de puissance hybrides de véhicules électriques en intégrant la dégradation de la source principale. Dans ces systèmes, la batterie ou la pile à combustible est considérée comme la source d'énergie principale tandis que les super-condensateurs (SCs) sont la source d'énergie auxiliaire. Les contraintes de sécurités telles que le courant maximum de la batterie ou de la pile à combustible et l'état de charge de la batterie sont prises en compte dans la conception du contrôle. Pour rendre le modèle plus précis, l'estimation de la dégradation de la batterie ou de la pile à combustible est considérée dans la modélisation de ces systèmes hybrides en utilisant différentes méthodes de filtrage. La première contribution de cette thèse est le développement d’une stratégie de contrôle robuste par rejet des perturbations pour un système hybride « batterie/SCs » piloté par un seul convertisseur. Cette stratégie est basée sur la commande par mode glissant d'ordre 2 de type ‘’super-twisting''. Par ailleurs, l'estimation de la dégradation de la batterie est réalisée sur la base d'un filtre de Kalman à cubature (CKF). La simulation Hardware-in-the-Loop (HIL) a montré que le contrôleur basé sur le super-twisting dans la boucle de tension interne agit comme un filtre passe-bas pour ce type de système hybride, qui peut rejeter la perturbation et d’atténuer les perturbations sur le bus DC. La deuxième contribution de la thèse est la synthèse d'une nouvelle stratégie de commande basée sur le contrôleur par mode glissant d'ordre 2 ''Twisting'' pour un système hybride « pile à combustible/SCs » piloté par un seul convertisseur. L'estimation de la dégradation de la pile à combustible est fournie par un filtre CKF. Les tests Hardware-in-the-Loop ont démontré la capacité du contrôleur à rejeter les perturbations. La dernière contribution de la thèse est la mise en œuvre d'un contrôle par mode glissant intégral combiné avec un contrôle basé sur la passivité, pour un système de puissance hybride « pile à combustible/SCs » piloté par deux convertisseurs. L'estimation de la dégradation de la pile à combustible est réalisée par un filtre de Kalman à racine carrée et cubature. L’intérêt majeur de ce nouveau contrôleur est qu’il permet de s’affranchir de l’utilisation d’un capteur de courant et de l’utilisation d’un observateur d'admittance de charge . Enfin, les tests HIL sont effectués pour valider l'efficacité de la stratégie de contrôle proposée.