Modélisation et validation des modèles de véhicules hybrides

Abstract

L'objectif de cette thèse est d'évaluer le potentiel d'amélioration de l'économie de carburant des véhicules, par l'hybridation thermique/électrique du groupe motopropulseur (GMP). Plusieurs configurations sont d'abord étudiées. La modélisation et la comparaison de consommation sont réalisées entre 4 GMP hybrides présentant des performances similaires à un véhicule de référence. La modélisation comporte la conception de leur transmission électromécanique ainsi que leur système de gestion de l'énergie. La configuration série/parallèle a été identifiée comme la technologie la plus prometteuse, grâce aux avantages de sa transmission à dérivation de puissance. Ensuite, une analyse approfondie du GMP série/parallèle est réalisée: étude de cas de la Prius. Un modèle et une validation expérimentale du GMP Toyota Hybrid System (THS-II) sont élaborés. Une stratégie de contrôle pour THS-II à base de règles (RB) est aussi développée. Les résultats soulignent le potentiel du GMP série/parallèle en termes d'amélioration de l'efficacité énergétique et de réduction de la consommation. La validation est effectuée par des mesures sur route réalisées sur une Prius 2006. L'effet des auxiliaires et de l'attitude du conducteur sur la consommation sont étudiés. Une stratégie de contrôle prédictive pour le GMP THS-II est également élaborée par programmation dynamique (DP), afin d'optimiser la consommation sur une route spécifiée au lieu d'une optimisation instantanée telle la stratégie RB, et d'accélérer le temps de calcul de l'algorithme DP pour faciliter son implémentation au sein du véhicule pour des applications temps réel. La stratégie DP est évaluée par comparaison avec la stratégie RB.