Contribution à la Modélisation et la Commande d’un Véhicule Electrique Hybride à Architecture Série/Parallèle (Étude Théorique et Expérimentale)

Abstract

Le travail présenté dans cette thèse concerne la contribution à la modélisation et à la commande d’un véhicule électrique hybride. L’étude s'intéresse plus particulièrement à la chaine de traction qui contient un moteur électrique alimenté par deux sources d’énergie primaire (pile à combustible) et secondaire (batterie) via des convertisseurs de puissances statiques (hacheur et onduleur de tension à deux niveaux). Deux configurations ont été proposées, la première configuration est basée sur un convertisseur boost de type DC / DC utilisé pour alimenter un onduleur DC / AC avec un moteur à induction. Une série de tests de simulation a été réalisée sur un moteur à induction dont le but est de tester les performances de la commande DTC-floue. Une autre série de tests de simulation a été également effectuée sur un moteur synchrone à aimants permanents contrôlée par la commande vectorielle. Ce travail implique également l'extension des travaux de formalisme pour la commande et la gestion d’énergie des systèmes à puissances réparties. La deuxième configuration propose la réalisation expérimentale d’un convertisseur DC-DC boost-buck à quatre quadrants dans la chaîne de propulsion d'un véhicule électrique basée sur un moteur DC à aimant permanent alimenté par une batterie. Plusieurs lois de commande ont été développées dans le but d’améliorer les performances du système. Dans un premier temps, une commande basée sur les régulateurs classiques PI a été élaborée. Les commandes non linéaires basées sur la technique de Lyapunov et à mode glissant sont implantées dans un deuxième temps. Des tests expérimentaux ont été effectués afin d’exploiter les approches proposées dans le domaine de l’automobile. Les performances obtenues montrent l'utilité de ce système pour une meilleure gestion de l'énergie d'un véhicule électrique et un contrôle idéal dans différentes conditions de fonctionnement, principalement en fonctionnement nominal en présence d'un couple de charge et même en cas de défaut de batterie. L'ensemble du système a été testés expérimentalement à l'aide de deux microcontrôleurs et les résultats ont été minutieusement analysés et se sont avérés très satisfaisants.