Systemic approach for electrical management dedicated to transport applications using electrochemical storage systems
Approche systémique de la gestion d'énergie électrique par stockage électrochimiques dédiés aux applications de transport
Résumé
The research work presented in this document is a continuation of the GREAH laboratory research activities on the issues of optimal energy management on board of electric and hybrid electric vehicles. Indeed, the coupling of several electrical energy sources with different characteristics causes several issues like energy sources sizing, energy exchange quality and the lifetime of the interconnected elements. In the case of transport applications, the main factors of these problems are based on the high fluctuations in the power required by the propulsion/traction chain; the limited life expectancy of the electrical energy storage elements; the lack of realistic standard mission profile and the need to optimize the electric vehicles energy consumption. The appropriate method for studying the multi-source systems is by using systemic approach. This approach is necessary to establish behavioral models of energies sources and power converters for the development of optimal energy management strategies. The contribution of this thesis is focused on the investigation and the development of energy management strategies considering the electrical energy sources performances and their state of functioning according to the power fluctuations from the propulsion/traction chain, which presents the load in a touristic vehicle.
Ce sujet s’inscrit dans la continuité des activités de recherche du laboratoire GREAH sur les problématiques de la gestion optimale d’énergie électrique embarqué à bord des véhicules électriques hybrides. En effet, le couplage de plusieurs sources de natures différentes entraîne des problématiques de dimensionnement, de qualité d’énergie et de la durée de vie des éléments interconnectés. Pour les applications de transport par exemple, les principaux facteurs de ces problématiques reposent sur : - les fluctuations de la puissance demandée par la chaîne de propulsion/ traction, la durée de vie limitée des éléments de stockage d’énergie électrique, l’absence de profil de mission standard réaliste et la nécessité d’optimisation de la consommation énergétique du bord. La méthode adéquate pour l’étude des systèmes multi-sources passe par une approche systémique. Cette approche est nécessaire pour établir des modèles comportementaux des sources et des convertisseurs en vue de l'élaboration des stratégies de gestion optimale des flux énergétiques entre les organes. Le premier objectif de la thèse repose sur le développement des modèles de comportement des batteries et supercondensateurs soumis aux contraintes thermiques et électriques spécifiques aux applications de transport. Le second vise le développement de la stratégie de la gestion d’énergie prenant en compte de l’impact de la température et les fluctuations de puissance demandée par la chaîne de propulsion/ traction (charge).
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