Etude par simulation des transferts thermiques dans un groupe motopropulseur hybride électrique automobile - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2012

Numerical study of the thermal transfers occurring in an hybrid electric vehicle

Etude par simulation des transferts thermiques dans un groupe motopropulseur hybride électrique automobile

Rémi Dubouil
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 934257

Résumé

With the aim at reducing the fuel consumption and carbon dioxides emissions from the automotive transport, the electric hybridization of automotive internal combustion engines has been largely developed. However, the knowledge of the influence of thermal transfers seems to be a key point when trying to minimize the fuel consumption, in particular after a cold start. Thus, the aim of this thesis is to study the heat transfers occurring in the various parts of the powertrain (internal combustion engine, electric motor, battery). A bibliographical survey is first presented, describing the various hybrid architectures, the heat transfers and their respective models, and the various operating strategies. The development of a zero-dimensional model of an hybrid powertrain taking into account the various heat transfers is then presented. Main heat transfers models used are justified in terms of accuracy and calculation speed. After that, owing to the simulator, the impact of heat transfers is studied, in particular on instantaneous and cumulative consumption during various driving cycles. The impact of heat transfers as a function of the hybridization level is also studied. Finally, some sensitivity and prospective studies are undertaken at the end of the thesis, showing some means to reduce the fuel consumption.
La réduction de la consommation de carburant et des émissions de dioxyde de carbone par les transports, notamment automobiles, conduit au développement de groupes motopropulseurs (GMP) plus économes. Parmi les technologies existantes, l'hybridation électrique des moteurs à combustion interne s'est fortement développée ces dernières années. La minimisation de la consommation d'un GMP de type hybride électrique requiert notamment la connaissance de l'impact des différents transferts thermiques y ayant lieu, notamment après un démarrage à température ambiante. Dans ce contexte, la thèse présentée dans ce mémoire a pour objet l'étude par simulation des transferts thermiques au sein des différents organes du GMP (moteur à combustion interne, moteur électrique, batteries). Elle repose tout d'abord sur un examen bibliographique détaillé des différentes architectures hybrides électriques, des transferts thermiques et les modèles associés, et des différentes stratégies de fonctionnement. Le développement d'un modèle zéro-dimensionnel d'un GMP hybride prenant en compte les différents transferts thermiques est ensuite présenté. Les choix des différents modèles de transferts thermiques sont présentés et justifiés, en termes de précision et de temps de calcul. Pas la suite, l'impact des transferts thermiques est étudié grâce au simulateur, notamment en termes de consommation instantanée et cumulée sur différents cycles de conduite. L'impact des transferts thermiques pour différents niveaux d'hybridation est également quantifié. Finalement, plusieurs études paramétriques et prospectives sont réalisées à la fin de ce mémoire, permettant d'envisager des moyens de réduction de la consommation de carburant.
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Dates et versions

tel-00766027 , version 1 (17-12-2012)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00766027 , version 1

Citer

Rémi Dubouil. Etude par simulation des transferts thermiques dans un groupe motopropulseur hybride électrique automobile. Thermique [physics.class-ph]. Ecole Centrale de Nantes (ECN), 2012. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00766027⟩
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