Développement d'une Méthodologie de Conception pour le Système de Gestion Thermique des Véhicules Électriques

Development of a Design Methodology of Thermal Management System in electric vehicles.

• Auteur / Autrice : Rabih Al haddad
• Direction : Maroun Nemer
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Energétique et génie des procédés
• Date : Inscription en doctorat le 01/01/2022
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Ingénierie des Systèmes, Matériaux, Mécanique, Énergétique
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Energétique et Procédés
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : CEEP - Centre Energie, Environnement, Procédés
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Mines Paris-PSL

Mots clés

Mots clés libres

Véhicule électrique

Batterie

Pompe à chaleur

Optimisation multi-physiques

Simulation métaheuristique

Electric vehicles

Battery

Heat pump

Multi-physical optimization

Metaheuristic simulation

Résumé

Dans un contexte de mobilité électrique, il est inévitable d'aborder la question des consommations des auxiliaires électriques qui pourrait avoir un impact drastique sur l'autonomie des véhicules électriques. La gestion de la thermique du véhicule électrique au niveau de la climatisation et surtout pour le chauffage et leurs impacts sur l'autonomie sont essentielles. Cela nécessite de coupler un modèle détaillé de l'habitacle ainsi que du système de climatisation et de chauffage au modèle du véhicule. Cette analyse permet d'étudier la variabilité de l'autonomie dans des conditions extrêmes et de proposer de nouvelles stratégies de gestion de la thermique de l'habitacle du véhicule. En outre, différentes stratégies de gestion de la thermique de l'habitacle doivent être développées et leurs potentiels de préservation de l'autonomie seront analysés, en passant par l'optimisation des points de fonctionnement des systèmes de climatisation et de chauffage, par des stratégies de contrôle prédictive des charges thermiques tout au long du trajet ainsi que par le pré-conditionnement rapide de l'habitacle. Les choix sont multiples, disposer d'outils d'aide à la décision s'avère alors indispensable. C'est pour cette raison que la présente thèse propose de mettre au point une méthode de conception assistée par des algorithmes d'optimisation afin d'aider à la synthèse énergétique de véhicules électriques et électrifiés.

In the context of electric mobility, it is inevitable to address the issue of consumption of electrical auxiliaries, which could have a drastic impact on the autonomy of electric vehicles. The management of the thermal of the electric vehicle at the level of the air conditioning and especially for the heating and their impact on autonomy are essential. This requires coupling a detailed model of the cabin as well as the air conditioning and heating system to the vehicle model. This analysis makes it possible to study the variability of the range under extreme conditions and to propose new strategies for managing the temperature of the vehicle interior. In addition, various strategies for managing the thermal in the passenger compartment must be developed and their potential for preserving autonomy will be analyzed, through the optimization of the operating points of the air conditioning and heating systems, through strategies predictive control of thermal loads throughout the journey as well as by rapid pre-conditioning of the passenger compartment. There are many choices, so having decision support tools is essential. It is for this reason that this thesis proposes to develop a design method assisted by optimization algorithms to help the energy synthesis of electric and electrified vehicles.