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Modélisation et validation des modèles de véhicules hybrides : étude de cas de la Toyota Prius

Mansour, Charbel (1979-...) ; Clodic, Denis ; École nationale supérieure des mines Paris

2009

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  • Titre:
    Modélisation et validation des modèles de véhicules hybrides : étude de cas de la Toyota Prius
  • Auteur: Mansour, Charbel (1979-...)
  • Autre(s) auteur(s): Clodic, Denis;
    École nationale supérieure des mines Paris
  • Sujets: Véhicules électriques hybrides -- Thèses et écrits académiques;
    Carburants -- Consommation -- Thèses et écrits académiques;
    Évaluation énergétique -- Thèses et écrits académiques;
    Commande, Théorie de la -- Thèses et écrits académiques;
    Modèles mathématiques -- Thèses et écrits académiques;
    Contrôle optimal;
    Modèle dynamique;
    Programmation dynamique;
    Groupe motopropulseur;
    Moteur combustion interne;
    Rendement énergétique;
    Analyse énergétique;
    Consommation carburant;
    Véhicule hybride
  • Description: Mines : Résumé en français p. 347-385. Thèse confidentielle jusqu'en décembre 2012
    Thèse de doctorat
    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
    The objective of this thesis is to evaluate the potential of vehicle fuel economy improvement offered by thermal/electric hybrid power trains. Several configurations are first investigated. Modeling and energy consumption comparison are realized of 4 hybrid power trains showing similar performance to a reference vehicle. The modeling process carries the design of the electromechanical transmission as well as the energy management supervisory controller (EMS). The series/parallel configuration has been identified as the most promising hybrid power train technology, through its power-split eCVT transmission. Next, a thorough analysis of series/parallel powertrain is carried out: case study of the Prius. A model and an experimental validation of the 2nd generation Toyota Hybrid System power train (THS-II) of the Prius are elaborated. A rule-based (RB) EMS of THS-II is also developed. Results fully explore the potential of the power-split series/parallel powertrain in enhancing the powertrain efficiency and reducing the fuel consumption. The validation process is carried out through road test measurements realized on a MY06 Prius. The effect of the auxiliaries and the driver's attitude on the fuel consumption is also investigated. A predictive EMS for the THS-II powertrain using Dynamic Programming (DP) is also elaborated, aiming to optimize the fuel consumption over an overall specified route instead of a specific instant optimization as the RB EMS, and to accelerate the computation time of the DP algorithm in order to move a step forward toward implementing this controller into HEV real-time applications. The predictive DP EMS is assessed, compared to the developed RB EMS
  • Date de publication: 2009
  • Format: 1 vol. (385 p.) ; 30 cm
  • Langue: Anglais
  • Source: Mines ParisTech (catalogue)

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