Contribution au développement d’un simulateur pour les véhicules électriques routiers

Les pollutions sonores et par gaz a effet de serre ainsi qu’une consommation de carburant en constante augmentation, impliquent de plus en plus le vehicule electrique (VE) au cœur des debats autour de l’energie. Le VE est l’une des solutions preconisees, par les constructeurs automobiles et les organismes de recherche, pour remplacer peu a peu les vehicules classiques notamment dans les centres villes. Dans ce contexte, la simulation numerique generique, rapide et precise s’impose comme le moyen incontournable dans la conception de VE de plus en plus performants et competitifs. Ainsi ce travail de these a comme objectif principal de developper notre simulateur dedie aux VE et nomme ELEctric Vehicle Simulator (ELEVES). Il utilise un formalisme graphique nomme Reseau Dynamique Hybride a Composant (RDHC) pour extraire le systeme d’equations. Le point fort d’ELEVES reside dans le fait qu’il permet a l’utilisateur non seulement de construire et simuler un VE a partir de ses bibliotheques pre-etablies, mais egalement de construire ses propres modeles. Un modele dynamique du vehicule a trois degres de liberte et une modelisation d’un moteur synchrone a aimants permanents ainsi que son alimentation ont ete construits a l’aide d’ELEVES. Afin d’inclure la fonctionnalite de la commande du VE, nous avons adopte une demarche systemique a travers la representation energetique macroscopique (REM) du systeme. Ensuite, la structure maximale de commande (SMC) a ete etablie a partir de la REM globale du systeme dans l’optique de controler la vitesse du vehicule. Enfin, trois architectures de VE ont ete traitees afin de mettre en evidence quelques fonctionnalites d’ELEVES et de montrer les etapes suivies lors de la realisation de telles applications. Ces systemes sont le VE a deux roues motrices d’abord sans, puis avec la commande de la vitesse du vehicule et le VE a quatre roues motrices sans la commande de la vitesse du vehicule. La confrontation des resultats de notre outil avec ceux fournis par le logiciel Matlab/Simulink donne de tres bonnes correlations entre les deux outils.

[1]  Eric Bideaux,et al.  A planar mechanical library in the AMESim simulation software. Part I: Formulation of dynamics equations , 2006, Simul. Model. Pract. Theory.

[2]  Eric Bideaux,et al.  A planar mechanical library in the AMESim simulation software. Part II: Library composition and illustrative example , 2006, Simul. Model. Pract. Theory.

[3]  A. Bouscayrol,et al.  Torque tracking strategy for antislip control in railway traction systems with common supplies , 2004, Conference Record of the 2004 IEEE Industry Applications Conference, 2004. 39th IAS Annual Meeting..

[4]  Farzad Tahami,et al.  A Fuzzy Logic Direct Yaw-Moment Control System for All-Wheel-Drive Electric Vehicles , 2004 .

[5]  Hans Kahlen,et al.  Supercapacitors for the energy management of electric vehicles , 1999 .

[6]  G. H. Chen,et al.  Design of a permanent-magnet direct-driven wheel motor drive for electric vehicle , 1996, PESC Record. 27th Annual IEEE Power Electronics Specialists Conference.

[7]  Ali Emadi,et al.  Modern electric, hybrid electric, and fuel cell vehicles : fundamentals, theory, and design , 2009 .

[8]  H. Fujimoto,et al.  Motion stabilization control of electric vehicle under snowy conditions based on yaw-moment observer , 2004, The 8th IEEE International Workshop on Advanced Motion Control, 2004. AMC '04..

[9]  Tony Markel,et al.  ADVISOR: A SYSTEMS ANALYSIS TOOL FOR ADVANCED VEHICLE MODELING , 2002 .

[10]  S Sakai Advanced motion control of electric vehicle with fast minor feedback loops: basic experiments using the 4-wheel motored EV “UOT Electric March II” , 2001 .

[11]  Yih-Ping Luh,et al.  A Novel Design of Optimal Phase Current Waveform for an Electric Vehicle Wheel Motor , 2002 .

[12]  A. Bouscayrol,et al.  Energetic macroscopic representation of a subway traction system for a simulation model , 2004, 2004 IEEE International Symposium on Industrial Electronics.

[13]  Hassane Alla,et al.  Discrete, continuous, and hybrid Petri Nets , 2004 .

[14]  Tadashi Ashikaga,et al.  Novel motors and controllers for high-performance electric vehicle with four in-wheel motors , 1997, IEEE Trans. Ind. Electron..

[15]  Masao Nagai,et al.  Traction control of electric vehicles considering vehicle stability , 2000, 6th International Workshop on Advanced Motion Control. Proceedings (Cat. No.00TH8494).

[16]  M. El-Sharkawy,et al.  Analysis and control of hybrid-electric vehicles with individual wheel brushless traction motors , 2000, Proceedings of the 2000 American Control Conference. ACC (IEEE Cat. No.00CH36334).